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Bei der Fertigung können mechanische Bauteile durch das Abtragen von Material hergestellt werden, um ihnen die gewünschte Form und Größe zu verleihen. Bei der Formgebung von zylindrischen Metallteilen wird auf Arbeitsschritte zurückgegriffen, die mehr oder weniger komplex sind. Es gibt mehrere Bearbeitungstechniken, um zylindrische oder prismatische Bauteile herzustellen, vom Schneiden bis zur Oberflächenbehandlung.
Hier ist eine kleine Übersicht der am häufigsten verwendeten Techniken im Schweizer Maschinenbau:
Bearbeitung mit Schneidwerkzeugen
Drehen und Fräsen sind mitunter die wichtigsten Bearbeitungstechniken in der Produktion, die jeweils mithilfe von Dreh- oder Fräszentren ausgeführt werden.
Das Drehen ermöglicht, unter Verwendung von Schneidwerkzeugen, die Herstellung von zylindrischen Bauteilen. Ein Werkstück wird in einer Klemme, einem Exzenter oder mithilfe einer Schraube fixiert und zugeschnitten, indem sich das Schneidwerkzeug vorwärts bewegt. Der Zylinder kann im Innenbereich oder auf dem Außenbereich mit der Methode des Drehens bearbeitet werden.
Für komplexe Bauteile und/oder spezielle Bauteile existiert ein sogenannter Drehexzenter. Die Drehachse ist dezentral im Verhältnis zum Mittelpunkt des Werkstücks, um spezielle Formen und Volumen zu erzeugen. Diese Bearbeitungsmethode wurde lange Zeit ausgelagert, kann aber nun mit Drehzentren ausgeführt werden, die über die erforderlichen Optionen und Werkzeuge verfügen. Diese Möglichkeit bietet eine große Flexibilität und führt zu erheblichen Einsparungen.
Das Fräsen ermöglicht die Herstellung von zylindrischen Bauteilen durch ein rotierendes Fräsen auf dem herzustellenden Bauteil. Drehen und Fräsen ergänzen sich generell.
Bei mittleren und großen Serienproduktionen werden diese Arbeitsschritte über eine digitale Steuerung (CNC-Fertigung) ausgeführt.
Bearbeitung mit Bohrwerkzeugen
Bei der Herstellung von Zylindern können auch Bohrungen zum Einsatz kommen. Beim Bohren entsteht ein Loch im Zylinder. Das Werkstück kann von einer Seite zur anderen oder auch nur auf einer Seite durchgebohrt werden (Sackloch). Das Bohren wird mithilfe eines Bohrers oder einer Fräse ausgeführt.
Das Bohren eines Innengewindes oder auch das Gewindebohren können sowohl auf der Außenseite wie auch auf der Innenseite des Zylinders durchgeführt werden. Dabei entsteht auf dem Werkstück ein Abdruck in Form einer Spirale, um eine Gewindeverbindung, wie zum Beispiel eine Schraube, anzubringen. Beim Gewindebohren wird der Zylinder ausgehöhlt, um an dieser Stelle ein Gewinde einzuarbeiten. Es wird nach dem Bohren ausgeführt.
Beim Räumen oder Kerben hingegen, werden die Löcher durch das Abtragen von Spänen bei Aussparungen kreisförmig erweitert, die im Allgemeinen nicht rund sind. Dieses Verfahren wird ebenso bei Rillen oder Verzahnungen angewendet. Dies wird häufig bei mechanischen Bauteilen angewendet, wie zum Beispiel für Motoren- oder Getriebekomponenten. Das Räumen kann an einem Drehzentrum mithilfe eines speziellen Werkzeugs ausgeführt werden, um Zeit und hohe Kosten bei der Herstellung einzusparen.
Oberflächenbehandlungen
Bei den Oberflächenbehandlungen nimmt das Schleifen einen wichtigen Platz ein, sobald eine Präzision in Mikrometern gefragt ist. Es geht dabei darum, die Oberfläche einer perfekten Form anzunähern. Das Schleifen ist eine Oberflächenbehandlung mit extremer Präzision, das Toleranzen im Bereich von zwei bis drei Mikrometern aufweist und dazu geeignet ist, sehr präzise mechanische Bauteile wie Kolben, Kugellager und Antriebswellen herzustellen. Das Schleifen wird angewendet, wenn das Bauteil einen hohen Mehrwert besitzt. Der Preis des Werkstücks hängt von der benötigten Präzision ab.
Der Arbeitsschritt wird an einer Maschine ausgeführt, die sich Schleifmaschine nennt und einen Mahlstein verwendet, um das betroffene Bauteil abzuschleifen. Das Schleifen kann flach oder zylindrisch erfolgen. Beim flachen Schleifen führt das Werkstück auf einem horizontalen Tisch eine Vor- und Rückwärtsbewegung aus. Beim zylindrischen Schleifen dreht sich das Werkstück um sich selbst und wird entlang des Schleifsteins vorwärts bewegt.
Schlussfolgerung
Die Bearbeitung von zylindrischen Bauteilen kann verschiedene Formen und Dimensionen annehmen und in einfachen oder komplexen Arbeitsschritten erfolgen. Je nach Bestimmungsort des zylindrischen Bauteils, seinem Mehrwert oder seines technischen Anspruchs können die Bearbeitungen und Arbeitsschritte mithilfe von verschiedenen Verfahren umgesetzt werden. Die aktuellen Maschinen und Werkzeuge, hauptsächlich in Form von Drehzentren, können optional zahlreiche Werkzeuge einsetzen, um alle erforderlichen Bearbeitungstechniken aus dem Pflichtenkatalog umzusetzen, mit dem Vorteil, dass eine systematische Auslagerung von Arbeitsschritten vermieden werden kann.
Wir verfügen über einen konventionellen Maschinenpark zum Bohren, Fräsen und Drehen.