Fräs-Drehzentren für die industrielle Fertigung
Fräs-Drehzentrum vs. Fräsmaschine: die wichtigsten Unterschiede
Ein Fräs-Drehzentrum und eine CNC-Fräsmaschine unterscheiden sich grundlegend in ihrer Funktionalität und Einsatzvielfalt. Während eine Fräsmaschine ausschließlich für Fräsbearbeitungen entwickelt wurde, kombiniert ein Fräs-Drehzentrum sowohl Fräs- als auch Drehprozesse in einer einzigen Maschine.
Funktionalität
Eine Fräsmaschine ist auf das Abtragen von Material durch rotierende Schneidwerkzeuge spezialisiert. Sie wird verwendet, um Nuten, Taschen oder komplexe Konturen zu erstellen. Ein Fräs-Drehzentrum hingegen kann zusätzlich Drehbearbeitungen ausführen, bei denen das Werkstück rotiert, um zylindrische oder konische Formen zu erzeugen.
Vielseitigkeit in der Anwendung
Durch die Integration von Dreh- und Fräsfunktionen ist ein Fräs-Drehzentrum in der Lage, komplexe Werkstücke in einem einzigen Arbeitsgang herzustellen. Die wesentliche Komponente dabei ist ein Arbeitstisch, der auch unter Beladung mit einem aufgespannten Werkstück mit einer ausreichend hohen Drehzahl angetrieben werden kann, um wirtschaftliche Drehbearbeitungen mit stehendem/geklemmtem Drehwerkzeug vorzunehmen. Das reduziert Umspannvorgänge und erhöht die Präzision. Fräsmaschinen sind hingegen spezialisiert und erfordern zusätzliche Maschinen für Drehbearbeitungen.
Vorteile des Fräs-Drehzentrums in der Fertigung
Fräs-Drehzentren bieten eine höhere Effizienz, da sie mehrere Arbeitsschritte in einer Maschine bündeln. Dies spart Zeit und minimiert Fehlerquellen – ein Vorteil, der besonders bei komplexen Bauteilen gefragt ist.
Aufbau eines Fräs-Drehzentrums<h/3>
Die Basis: Maschinenbett und Gehäuse
Das Maschinenbett bildet das Fundament eines Fräs-Drehzentrums und sorgt für Stabilität während der Bearbeitung. Es besteht meist aus robustem Grauguss oder einem ähnlichen Material, um Vibrationen zu minimieren. Das Gehäuse ist vollständig geschlossen, um Späne und Kühlmittel zurückzuhalten und die Sicherheit zu erhöhen.
Drehtisch und Spannsystem
Der Antrieb im Drehtisch (Arbeitstisch) ist für die Rotation des Werkstücks zuständig. Aus Sicherheitsgründen sind Fräs-Drehzentren mit einer Kontrolleinrichtung hinsichtlich einer maximal zulässigen Unwucht ausgestattet, sodass die entstehenden Fliehkräfte die Haltekräfte keinesfalls überschreiten können. Das Spannsystem ist für die Prozesssicherheit elementar. Ursache ist, dass die kubischen Werkstücke in der Regel nur bedingt rotationssymmetrisch sind. Rotationssymmetrische Werkstücke werden daher auch auf Dreh-Fräszentren bearbeitet, die auf einer Drehmaschine basieren.
Fräskopf und Werkzeugmagazin
Der Fräskopf übernimmt die Fräsbearbeitung und kann sich in mehreren Achsen bewegen. Oft sind Maschinen mit einem Revolverkopf ausgestattet, der sowohl Fräs- als auch Drehwerkzeuge aufnehmen kann. Das Werkzeugmagazin bietet Platz für eine Vielzahl an Werkzeugen und wechselt diese automatisch aus, um den Bearbeitungsprozess zu beschleunigen. Für die Drehbearbeitung ist es möglich, das Drehwerkzeug im Fräskopf lageorientiert zu klemmen.
CNC-Steuerung
Die CNC-Steuerung ist das Herzstück des Fräs-Drehzentrums. Sie steuert alle Bewegungen der Werkzeuge, Spindeln und Achsen präzise. Mit modernen Steuerungssystemen lassen sich komplexe Programme erstellen, die simultane Bearbeitungen in mehreren Achsen ermöglichen.
Führungssysteme und Kühlmittelversorgung
Präzise Führungsschienen und Kugelgewindetriebe sorgen für exakte Bewegungen der Achsen. Die integrierte Kühlmittelversorgung hält Werkzeuge und Werkstücke während der Bearbeitung kühl und reduziert den Verschleiß.
Der Bearbeitungsvorgang
Der Bearbeitungsprozess beginnt in der Regel mit der Fräsbearbeitung. Hierbei bleibt das Werkstück meist fixiert, während der Fräskopf in mehreren Achsen bewegt wird, um präzise Fräsarbeiten wie das Anbringen von Nuten, Löchern oder komplexen Konturen auszuführen. Anschließend wechselt die Maschine automatisch in den Drehmodus mit rotierendem Tisch/Werkstück und stehendem Drehwerkzeug.
Anwendungen in der industriellen Fertigung
Typische Werkstücke, die mit einem Fräs-Drehzentrum hergestellt werden, sind:
- Schneckenräder für Getriebe
- Ventilgehäuse in der Energiebranche
- Sensorgehäuse in der Elektronikfertigung
- Dreh-Fräs-Kombibauteile wie Flansche
- Gehäuse für Pumpensysteme
- Kleinserienbauteile für die Prototypenentwicklung
Fräs-Drehzentren können eine Vielzahl von Metallen bearbeiten, darunter Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Titan, Magnesium und Nickellegierungen. Dank ihrer Präzision und Vielseitigkeit sind sie ideal für die Bearbeitung harter Werkstoffe wie Werkzeugstahl sowie leichter Metalle für Luft- und Raumfahrtanwendungen.
Werkzeuge für ein Fräs-Drehzentrum
In einem Fräs-Drehzentrum kommen zahlreiche Werkzeuge zum Einsatz, die Dreh- und Fräsbearbeitungen ermöglichen. Typische Beispiele sind:
- Drehmeißel für zylindrische Formen
- Schruppfräser für grobes Materialabtragen
- Schlichtfräser für feine Oberflächen
- Gewindeschneider zur Herstellung von Gewinden
- Bohrer für präzise Bohrungen
- Reibahlen zur Feinbearbeitung von Bohrungen
- Formfräser für spezielle Konturen
- Planfräser für flache Oberflächen
- Nutfräser für Nuten und Taschen
Die Auswahl der Werkzeuge richtet sich nach Material, Form und Komplexität des Werkstücks.
Zubehör und Betriebsmittel für ein Fräs-Drehzentrum
Spannsysteme fixieren Werkstücke sicher und präzise. Eine entscheidende Komponente ist das Werkzeugmagazin, welches eine Vielzahl von Fräs- und Drehwerkzeugen wie Schaftfräser, Drehmeißel und Bohrer bereitstellt. Ein Werkzeugwechsler gewährleistet den schnellen Austausch der Werkzeuge.
Kühl- und Schmiermittel sind unverzichtbar, um Werkzeuge und Werkstücke während der Bearbeitung zu kühlen und Reibung zu minimieren. Ein Späneförderer sorgt für die effiziente Entsorgung von Metallspänen, während Filteranlagen das Kühlmittel reinigen und die Betriebskosten senken.
Für die Qualitätssicherung sind Messmittel wie Taster und Prüfgeräte unerlässlich. Zusätzlich gehören Reinigungsmittel, Schraubstöcke und Nullpunktspannsysteme zum Zubehör, um Flexibilität und Präzision zu erhöhen.
Führende Hersteller von Fräs-Drehzentren
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Auswahl des passenden Fräs-Drehzentrums
Möchten Sie eine Fräs-Drehzentrum kaufen, sind mehrere wichtige Merkmale und Spezifikationen zu berücksichtigen.
- Ein zentrales Kriterium ist die Anzahl der Achsen, da Mehr-Achs-Maschinen komplexe Bearbeitungen in einem Arbeitsgang ermöglichen. Gängig sind 4-Achs- und 5-Achs-Fräs-Drehzentren.
- Die Dreh- und Fräskapazität sollte zur Größe und Form der geplanten Werkstücke passen.
- Die Spindeldrehzahl und das Drehmoment bestimmen die Bearbeitungsleistung, insbesondere bei der Verarbeitung harter Materialien.
- Ebenso ist die Werkzeugmagazinkapazität entscheidend, um flexibel zwischen verschiedenen Werkzeugen wechseln zu können.
- Eine präzise CNC-Steuerung sorgt für wiederholgenaue Ergebnisse und effiziente Arbeitsprozesse.
- Darüber hinaus sind robuste Spannsysteme sowie eine effiziente Kühlmittelversorgung essenziell.
- Moderne Maschinen bieten auch Automatisierungsoptionen wie Werkstückwechsler und integrierte Messtechnik.
- Qualität, Wartungsfreundlichkeit und der Support des Herstellers sollten ebenfalls berücksichtigt werden, um langfristig zuverlässige Ergebnisse zu sichern.
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