Know-How

Drehteilfertigung

Mikrodrehteile: Fertigung von Mikroteilen durch Automatendrehen

Das Automatendrehen, auch Décolletage genannt, ist ein Verfahren für die Teilefertigung durch automatisches Drehen und Zerspanen. Das Metall in Form von Stangen- oder Ringmaterial wird auf kurvengesteuerten Escomatic-Drehautomaten oder Langdrehautomaten mit numerischer Steuerung (CNC) bearbeitet. Die Drehteilfertigung umfasst bei Polydec SA zwei Abteilungen:

Mikrodrehteile

CNC-Langdrehautomaten vom Typ Tornos für komplexe Teile in Klein- bis Grossserien

Die numerisch gesteuerten (CNC) Drehmaschinen von Polydec SA werden für die Fertigung von sehr kleinen Teilen mit komplexer Geometrie eingesetzt, die nicht auf den Escomatic-Drehautomaten realisiert werden können. Sie verfügen alle über einen zusätzlichen automatischen Stangenlader. Im Gegensatz zum Escomatic-Verfahren dreht das Material und die Werkzeuge sind nicht angetrieben.

Im gleichen Arbeitszyklus können zudem weitere Bearbeitungen vorgenommen werden, oft in Gegenbearbeitung: Polygonaldrehen, Verzahnen, Fräsen, Bohren, Gewindewirbeln/-bohren oder Gewindeschneiden.

Beispiele von meistverwendeten Materialien

  • Automatenweichstahl
  • Härtbarer Automatenstahl
  • Baustahl
  • Martensitischer rostfreier Stahl
  • Austenitischer rostfreier Stahl
  • Kupferlegierungen (CuBe, Messing, Neusilber, Bronze)
  • Edelmetalle (Palladiumlegierung, Gold)
  • Titan

Übliche Abmessungen
Durchmesser zwischen 0,05 mm und 6 mm
Max. Länge 80 mm

Branchen

  • Uhrenindustrie
  • Automobilindustrie
  • Elektronik
  • Medizinaltechnik

Toleranzen
Einhaltung von Toleranzbereichen von +/- 0,002 mm, je nach Material und Form des Werkstücks

Escomatic-Drehautomaten für Teile einfacher Geometrie in grossen Serien

Die kurven- und CNC-gesteuerten Escomatic-Drehautomaten von Polydec SA werden hauptsächlich für die Fertigung von Teilen einfachen Designs, beispielsweise Stiften, gerändelten oder gebogenen Achsen, verwendet. Bei diesem Maschinentyp liegt das Material in Form von auf Spulen aufgerolltem Draht vor und die Werkzeuge drehen um das Material.

Dank kurzer Taktzeiten erhöht dieses Verfahren die Produktivität und ermöglicht es, grosse Teileserien zu ‒ im Vergleich mit Langdrehautomaten ‒ besonders wettbewerbsfähigen Preisen zu fertigen.

Andere Bearbeitungen können gleichzeitig auf dem Drehautomaten realisiert werden: Fräsen, Rändeln, Mattieren oder Biegen.

Beispiele von meistverwendeten Materialien

  • Automatenweichstahl
  • Härtbarer Automatenstahl
  • Baustahl
  • Martensitischer rostfreier Stahl
  • Austenitischer rostfreier Stahl
  • Kupferlegierungen (CuBe, Messing, Neusilber, Bronze)
  • Edelmetalle (Palladiumlegierung, Gold)
  • Titan

Übliche Abmessungen
Durchmesser zwischen 0,30 mm und 3 mm
Max. Länge 50 mm

Branchen

  • Uhrenindustrie
  • Automobilindustrie
  • Elektronik
  • Medizinaltechnik

Toleranzen
Einhaltung von Toleranzbereichen von +/- 0,005 mm, je nach Material und Form des Werkstücks

Zusätzliche Bearbeitungen auf dem Drehautomaten

Polygonaldrehen

Das Polygonaldrehen wird im selben Zyklus wie das konventionelle Drehen ausgeführt und ist ein sogenannter Fräs- und/oder Schneidprozess, bei dem nicht kreisförmige Formen entstehen, ohne die Rotation des Rohlings zu unterbrechen.

Polygonaldrehteile besitzen also mehrere Spitzen oder Zähne an den Enden. Polydec SA verwendet diese Bearbeitungstechnik vor allem für die Fertigung von Prüfspitzen für die Elektronik.

Diese Technik erfordert eine perfekte Synchronisation des Polygonfräsers und des bearbeiteten Werkstücks. Ausserdem sind seitens der Planungsabteilung spezialisiertes Wissen sowie räumliche Vorstellungskraft nötig.

Das Polygonaldrehen ermöglicht eine rasche Produktion und eine saubere Bearbeitung, wobei bessere Endergebnisse als beim klassischen Fräsen erzielt werden.

Rändeln

Beim Rändeln wird das Material verformt, d. h. es werden mit gezahnten Rändelrädern Rillen an einer zylindrischen Oberfläche angebracht, die für einen besseren Halt sorgen. Für diesen Prozess ist ein hydraulisch erzeugter Druck von mehreren Tonnen erforderlich.

Je nach Profil der verwendeten Rändelräder können die Eindrücke, die im gerändelten Teil entstehen, gerade, sprialförmig oder gekreuzt sein.

Bei der Weiterverarbeitung beim Kunden bietet der gerändelte Teil Widerstand und Halt beim Überformen (z. B. mit Kunststoff) oder beim Aufpressen von Zahnrädern, Magneten oder andere Komponenten.

Die Rändelbearbeitungen werden direkt auf den Drehautomaten und simultan zu den Drehbearbeitungen durchgeführt.

Verzahnen

Das Verzahnen ist eine Fräs- und oder Schneidbearbeitung, um die Zähne von Rädern, Räderwerken und Trieben herzustellen. Verzahnungen können durch verschiedene Verfahren realisiert werden. Polydec SA führt das Abwälzfräsen im gleichen Arbeitszyklus wie das Drehen durch.

Beim Abwälzfräsen werden die Zahnungen durch Zerspanung mit einem Schneidwerkzeug, dem Wälzfräser, realisiert. Dieser Prozess erfordert eine perfekte Koordination der Bewegungen zwischen dem zu bearbeitenden Werkstück und dem Wälzfräser, der einer Schnecke ähnelt.

Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass es im Vergleich zum herkömmlichen Verzahnen in der Nachbearbeitung Zeit einspart und eine höhere Präzision garantiert.

Gewindewirbeln/-bohren

Das Gewindewirbeln ist ein Bearbeitungsverfahren zur Realisierung einer Gewindesteigung im Innern einer Bohrung. Diese Bearbeitung erfolgt direkt auf dem Drehautomaten und erfordert eine Spindel mit einer Zahnung an der Spitze, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht.

Dieses Hartmetallwerkzeug, das in der Achse des Werkstücks positioniert ist, muss ein dem fertigen Gewinde ähnliches Profil aufweisen. Es wird in das bereits gebohrte Werkstück eingeführt und bringt, während es sich um sich selbst dreht, eine Spirale im ebenfalls rotierenden Werkstück an. Das Innengewinde wird in einem einzigen Durchgang hergestellt.

Auch das Gewindebohren ermöglicht die Realisierung einer Gewindesteigung im Innern einer Bohrung, indem ein Gewindeschneider oder -former montiert wird. Im ersten Fall wird das Gewinde durch Zerspanung, im anderen Fall durch Materialverformung realisiert. Dieses Verfahren wird bei Polydec SA fast nicht mehr verwendet, weil es weniger präzise und weniger sauber ist als das Gewindewirbeln.

Gewindeschneiden

Das Gewindeschneiden ist ein Bearbeitungsvorgang zur Realisierung eines Gewindes bzw. einer äusseren Gewindesteigung entlang einer Achse oder eines zylinderförmigen Werkstücks, beispielsweise einer Schraube. Es gibt drei Bearbeitungstechniken:

  • Das Gewinde wird in einem einzigen Arbeitsgang mit einem Fräser realisiert, der ein Gewindeprofil aufweist und sich synchron zum Werkstück dreht.
  • Mit einem Kammstahl wird der Durchmesser des Werkstücks in mehreren Durchgängen abgetragen, bis das gewünschte Profil erreicht ist. Die Bewegungen müssen synchronisiert sein.
  • Das Gewinde wird durch Aufschrauben eines schraubenförmigen Schneidwerkzeugs, eines sogenannten Schneideisens, auf die Achse des Werkstücks geschraubt. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass es schneller ist. Aber es ist auch weniger genau und weniger sauberals die vorherigen Techniken.

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