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Was ist eine Drehbank?
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Geschichte

Die Drehbank ist ein uraltes Werkzeug, das mindestens bis ins alte Ägypten reicht und in Assyrien und dem antiken Griechenland verwendet wird. Die Drehbank war sehr wichtig für die industrielle Revolution . Es ist bekannt als die Mutter der Werkzeugmaschinen, da es die erste Werkzeugmaschine war, die zur Erfindung anderer Werkzeugmaschinen führte.

Der Ursprung des Umbaus geht auf etwa 1300 v. Chr. Zurück, als die alten Ägypter eine Zwei-Personen-Drehbank entwickelten. Eine Person würde das Holzwerkstück mit einem Seil drehen, während die andere ein scharfes Werkzeug benutzte, um Formen in das Holz zu schneiden. Das antike Rom verbesserte das ägyptische Design mit einem Drehbogen. Im Mittelalter ersetzte ein Pedal das Drehen von Hand, so dass eine einzelne Person das Teil drehen konnte, während sie mit beiden Händen arbeitete. Das Pedal war gewöhnlich mit einem Pfosten verbunden, oft ein gerader, gemaserter Bäumchen. Das System wird heute als "Spring Pole" -Drehbank bezeichnet. Federbalken - Drehmaschinen waren im allgemeinen Gebrauch in den Anfang des 20. Jahrhunderts.

Eine wichtige frühe Drehmaschine in Großbritannien war die Horizontalbohrmaschine, die 1772 im Royal Arsenal in Woolwich installiert wurde . Es war Pferd-angetrieben und erlaubt für Produktion viel genauere und stärkere Kanone, die mit Erfolg im Amerikanischen Revolutionären Krieg gegen Ende des 18. Jahrhunderts verwendet ist. Eine der Haupteigenschaften dieser Maschine war, dass sich das Werkstück im Gegensatz zum Werkzeug drehte, was es technisch zu einer Drehbank machte (siehe beiliegende Zeichnung). Henry Maudslay, der später viele Verbesserungen an der Drehmaschine entwickelte, arbeitete ab 1783 im Royal Arsenal und wurde in der Verbruggen-Werkstatt dieser Maschine ausgesetzt. [2]

Während der industriellen Revolution wurde die mechanische Energie, die von Wasserrädern oder Dampfmaschinen erzeugt wurde, über den Wellenstrang auf die Drehbank übertragen, was eine schnellere und leichtere Arbeit ermöglichte. Metallbearbeitungsmaschinen entwickelten sich zu schwereren Maschinen mit dickeren, steiferen Teilen. Zwischen Ende des 19. und Mitte des 20. Jahrhunderts ersetzten einzelne Elektromotoren an jeder Drehbank die Wellen als Energiequelle. Beginnend in den 1950er Jahren wurden Servomechanismen zur Steuerung von Drehmaschinen und anderen Werkzeugmaschinen mittels numerischer Steuerung verwendet, die oft mit Computern gekoppelt war, um eine computergesteuerte numerische Steuerung (CNC) zu erhalten. Heute existieren in der Fertigungsindustrie manuell gesteuerte und CNC-gesteuerte Drehmaschinen.

Beschreibung

Teile

Eine Drehbank kann oder kann keine Beine haben, die auf dem Boden sitzen und das Drehbankbett auf eine Arbeitshöhe heben. Eine Drehbank kann klein sein und auf einer Werkbank oder einem Tisch sitzen, ohne dass ein Ständer benötigt wird.

Fast alle Drehmaschinen haben ein Bett, das (fast immer) ein horizontaler Balken ist (obwohl CNC- Drehmaschinen üblicherweise einen geneigten oder vertikalen Balken für ein Bett haben, um sicherzustellen, dass Späne oder Späne vom Bett fallen). Drechseldrehmaschinen, die zum Drehen großer Schüsseln spezialisiert sind, haben oft kein Bett oder Reitstock, sondern lediglich einen freistehenden Spindelstock und eine auskragende Werkzeugablage.

An einem Ende des Bettes (fast immer links, wenn der Bediener der Drehbank gegenübersteht) befindet sich ein Spindelstock. Der Spindelstock enthält hochpräzise Spinnlager. Innerhalb der Lager dreht sich eine horizontale Achse mit einer Achse parallel zum Bett, die als Spindel bezeichnet wird . Spindeln sind oft hohl und haben Außengewinde und / oder eine innere Morseverjüngung auf der "Innenseite" (dh nach rechts / zu dem Bett gewandt), durch die Werkstückhaltezubehör an der Spindel angebracht werden kann. Spindeln können auch Außengewinde und / oder eine Innenverjüngung an ihrem "Außenbord" (dh von dem Bett abgewandten Ende) aufweisen und / oder können ein Handrad oder einen anderen Zubehörmechanismus an ihrem Außenende aufweisen. Spindeln werden angetrieben und verleihen dem Werkstück Bewegung.

Die Spindel wird entweder durch Fußkraft von einem Pedal und einem Schwungrad oder durch einen Riemen- oder Zahnradantrieb zu einer Kraftquelle angetrieben. In den meisten modernen Drehmaschinen ist diese Kraftquelle ein integrierter Elektromotor, oft entweder im Spindelstock links vom Spindelstock oder unterhalb des Spindelstocks, der im Ständer verborgen ist.

Zusätzlich zu der Spindel und ihren Lagern enthält der Spindelstock oft Teile, um die Motordrehzahl in verschiedene Spindeldrehzahlen umzuwandeln . Verschiedene Arten von Geschwindigkeitsänderungsmechanismen erreichen dies, von einer Kegelscheibe oder einer Stufenscheibe, bis zu einer Kegelscheibe mit einem Rückwärtsgang (der im Wesentlichen eine niedrige Reichweite ist, ähnlich in der Wirkung der Zweigang-Rückseite eines Lastwagens) gesamte Getriebezug ähnlich derjenigen eines manuellen Verschiebungs Automatikgetriebe. Einige Motoren haben elektronische Rheostat-Drehzahlregler, die Kegelrollen oder Zahnräder überflüssig machen.

Der Kontrapunkt zum Spindelstock ist der Reitstock, der manchmal auch als loser Kopf bezeichnet wird, da er an jedem geeigneten Punkt auf dem Bett positioniert werden kann, indem er auf den gewünschten Bereich geschoben wird. Das Reitstockbein enthält einen Lauf, der sich nicht dreht, sondern parallel zur Bettachse und direkt in die Spindel des Spindelstocks hinein- und herausrutschen kann. Der Zylinder ist hohl und enthält normalerweise eine Verjüngung, um das Ergreifen verschiedener Arten von Werkzeugen zu erleichtern. Die gebräuchlichsten Anwendungen sind das Halten eines gehärteten Stahlzentrums, das zum Halten von langen dünnen Wellen beim Drehen verwendet wird, oder das Halten von Bohrern zum Bohren von axialen Löchern im Werkstück. Viele andere Anwendungen sind möglich. [3]

Metalldrehmaschinen haben einen Wagen (bestehend aus einem Sattel und einer Schürze), der mit einem Kreuzschlitten gekrönt ist, der ein flaches Stück ist, das kreuzweise auf dem Bett sitzt und rechtwinklig zum Bett gekröpft werden kann. Auf dem Kreuzschlitten sitzt normalerweise eine weitere Rutsche, eine so genannte Compoundauflage, die zwei zusätzliche Bewegungsachsen, rotatorisch und linear, bereitstellt. Darauf sitzt ein Werkzeughalter, der ein Schneidwerkzeug hält , das Material vom Werkstück entfernt. Es kann eine Leitspindel geben oder nicht , die den Querschlitten entlang des Bettes bewegt.

Drechsler- und Metalldrehbänke haben keine Querschlitten, sondern Banjos , flache Stücke, die quer auf dem Bett sitzen. Die Position eines Banjos kann von Hand eingestellt werden; kein Getriebe ist beteiligt. Senkrecht vom Banjo erhebt sich ein Werkzeugpfosten, an dessen Spitze sich eine horizontale Werkzeugablage befindet. Beim Drechseln werden Handwerkzeuge gegen die Werkzeugauflage gespannt und in das Werkstück hineingehebelt. Beim Metallspinnen steigt der weitere Stift vertikal von der Werkzeugauflage auf und dient als Drehpunkt, gegen den Werkzeuge in das Werkstück gehebelt werden können.

Zubehör

Wenn ein Werkstück nicht mit einem Kegel bearbeitet ist, der perfekt zum Innenkonus in der Spindel passt, oder Gewinde aufweist, die perfekt zu den Außengewinden der Spindel passen (zwei Bedingungen, die selten vorkommen), muss ein Zubehörteil verwendet werden Spindel.

Ein Werkstück kann mit einer Stirnplatte , einer großen, flachen Scheibe, die an der Spindel befestigt ist, verschraubt oder verschraubt sein . Als Alternative können Frontplattenklauen verwendet werden, um das Werkstück an der Frontplatte zu befestigen.

Ein Werkstück kann auf einem Dorn montiert werden , oder kreisförmige Arbeit kann in einem Dreibacken- oder Vierbackenfutter eingespannt werden . Für unregelmäßig geformte Werkstücke ist es üblich, ein Vier-Backen-Spannfutter (unabhängige bewegliche Backen) zu verwenden. Diese Haltevorrichtungen werden direkt an der Spindelstockspindel montiert.

Bei Präzisionsarbeit und in einigen Klassen von Wiederholungsarbeiten werden zylindrische Werkstücke üblicherweise in einer in die Spindel eingesetzten Spannzange gehalten und entweder durch eine Zugstange oder durch eine Spannzangenverschlusskappe auf der Spindel befestigt. Geeignete Spannzangen können auch zum Befestigen von quadratischen oder hexagonalen Werkstücken verwendet werden. Im Präzisionswerkzeugbau sind solche Spannzangen üblicherweise einziehbar, wobei sich das Werkstück beim Spannen der Spannzange leicht zurück in den Spindelstock bewegt, während bei den meisten Wiederholungsarbeiten die Totlänge bevorzugt wird, da dies die Position sicherstellt des Werkstücks bewegt sich nicht, wenn die Spannzange festgezogen wird.

Ein weiches Werkstück (z. B. Holz) kann zwischen den Spitzen eingeklemmt werden, indem ein Stirntrieb am Spindelstock verwendet wird, der in das Holz eindringt und diesem ein Drehmoment verleiht.

Ein weicher Totpunkt wird in der Spindelstockspindel verwendet, wenn sich das Werkstück mit der Mitte dreht. Da das Zentrum weich ist, kann es vor dem Gebrauch an Ort und Stelle abgerichtet werden. Der eingeschlossene Winkel beträgt 60 °. Herkömmlicherweise wird ein harter Totpunkt zusammen mit einem geeigneten Schmiermittel in dem Reitstock verwendet, um das Werkstück zu stützen. In der modernen Praxis wird der Totpunkt häufig durch einen Live-Center ersetzt , da er sich frei mit dem Werkstück - üblicherweise auf Kugellagern - dreht, was die Reibungswärme reduziert, die besonders bei hohen Geschwindigkeiten wichtig ist. Bei klarem Blick auf ein langes Material muss es an beiden Enden abgestützt werden. Dies kann durch die Verwendung einer beweglichen oder festen Halterung erreicht werden . Wenn keine Stetigkeit vorhanden ist, kann die bearbeitete Stirnseite von einem toten (stationären) halben Mittelpunkt getragen werden. Eine halbe Mitte hat eine flache Oberfläche, die über einen breiten Abschnitt der Hälfte ihres Durchmessers am spitzen Ende bearbeitet ist. Ein kleiner Abschnitt der Spitze des Totpunkts wird beibehalten, um die Konzentrizität sicherzustellen. An dieser Kontaktstelle muss eine Schmierung durchgeführt werden und der Druck des Reitstocks muss reduziert werden. Ein Drehbankträger oder ein Drehmeißel kann ebenfalls verwendet werden, wenn zwischen zwei Zentren gedreht wird. [4]

Beim Drechseln ist eine Variation eines Live-Centers ein Napf-Zentrum , bei dem es sich um einen Metallkegel handelt, der von einem ringförmigen Metallring umgeben ist, der die Wahrscheinlichkeit einer Spaltung des Werkstücks verringert.

Eine kreisförmige Metallplatte mit gleichmäßig beabstandeten Löchern an der Peripherie, die an der Spindel befestigt ist, wird als "Indexplatte" bezeichnet. Es kann verwendet werden, um die Spindel in einem präzisen Winkel zu drehen und dann zu arretieren, was wiederholte Hilfsoperationen an dem Werkstück erleichtert.

Anderes Zubehör, einschließlich Teile wie Kegeldrehvorrichtungen, Rändelwerkzeuge, Vertikalschlitten, feste und bewegliche Lünetten usw., erhöht die Vielseitigkeit einer Drehmaschine und den Umfang der möglichen Arbeiten.

Nutzungsmodi

Wenn ein Werkstück zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock befestigt ist, wird es als "zwischen den Zentren" bezeichnet. Wenn ein Werkstück an beiden Enden gestützt wird, ist es stabiler und es kann mehr Kraft auf das Werkstück über Werkzeuge im rechten Winkel zur Rotationsachse ausgeübt werden, ohne befürchten zu müssen, dass das Werkstück sich lösen kann.

Wenn ein Werkstück nur am Spindelstockende an der Spindel befestigt ist, wird die Arbeit als "Gesichtsarbeit" bezeichnet. Wenn ein Werkstück auf diese Weise gestützt wird, kann weniger Kraft auf das Werkstück über Werkzeuge im rechten Winkel zur Rotationsachse ausgeübt werden, damit das Werkstück nicht reißt. Daher müssen die meisten Arbeiten axial, in Richtung Spindelstock oder im rechten Winkel, aber sanft ausgeführt werden.

Wenn ein Werkstück mit einer bestimmten Rotationsachse montiert, bearbeitet und dann mit einer neuen Rotationsachse montiert wird, wird dies als "exzentrisches Drehen" oder "mehrachsiges Drehen" bezeichnet. Dies führt dazu, dass verschiedene Querschnitte des Werkstücks rotationssymmetrisch sind, das Werkstück als Ganzes jedoch nicht rotationssymmetrisch ist. Diese Technik wird für Nockenwellen, verschiedene Arten von Stuhlbeinen verwendet.

Sorten

Die kleinsten Drehmaschinen sind "Juwelier-Drehmaschinen" oder "Uhrmacher-Drehmaschinen", die klein genug sind, um in einer Hand gehalten zu werden. Die auf einer Juwelierdrehbank bearbeiteten Werkstücke sind Metall. Die Drehmaschinen von Juwelier können mit handgetragenen "Stichel" -Werkzeugen oder mit zusammengesetzten Auflagen, die am Drehbankbett befestigt werden, verwendet werden. Stichelwerkzeuge werden im Allgemeinen von einer T-Auflage getragen, die nicht an einem Kreuzschlitten oder einer Verbundauflage befestigt ist. Die Arbeit wird normalerweise in einer Spannzange gehalten. Gängige Spindelbohrungen sind 6 mm, 8 mm und 10 mm. Der Begriff W / W bezieht sich auf die Webster / Whitcomb Spannzange und Drehbank, die von der American Watch Tool Company aus Waltham, Massachusetts erfunden wurde. Die meisten Drehmaschinen, die allgemein als Uhrmacherdrehbänke bezeichnet werden, sind von diesem Design. Im Jahr 1909 führte das amerikanische Unternehmen Watch Tool die Magnus-Spannzange (eine 10-mm-Spannzange) mit einer Drehbank desselben Grunddesigns, dem Webster / Whitcomb Magnus, ein. (FWDerbyshire, Inc. behält die Handelsnamen Webster / Whitcomb und Magnus und produziert immer noch diese Spannzangen.) Zwei Bettmuster sind üblich: das WW (Webster Whitcomb) Bett, ein abgeschnitten dreieckiges Prisma (nur auf 8 und 10 mm Uhrmacher Drehmaschinen gefunden ); und das kontinentale D-style bar bed (benutzt auf sowohl 6 Millimeter als auch 8 Millimeter Drehbänken durch Firmen wie Lorch und Stern). Andere Bettkonstruktionen wurden verwendet, so ein dreieckiges Prisma auf einigen Boley 6,5 mm Drehmaschinen und ein V-förmiges Bett auf IME's 8 mm Drehmaschinen.

Kleinere Metalldrehmaschinen, die größer sind als Drehbänke von Juwelieren und auf einer Werkbank oder einem Tisch sitzen können, aber solche Funktionen wie Werkzeughalter und ein Schraubenschneidgetriebe anbieten, werden Hobby-Drehmaschinen genannt, und größere Versionen, "Bank-Drehmaschinen". Noch größere Drehmaschinen, die ähnliche Eigenschaften zur Herstellung oder Bearbeitung von Einzelteilen bieten, nennt man "Drehmaschinen". Drehmaschinen dieser Art haben keine zusätzlichen integralen Merkmale für die wiederholte Produktion, sondern werden vielmehr für die Herstellung von Einzelteilen oder für die Modifikation als primäre Rolle verwendet.

Drehmaschinen dieser Größe, die für die Massenfertigung bestimmt sind, aber nicht die vielseitigen Fähigkeiten zum Schraubenschneiden der Maschine oder der Bankdrehmaschine bieten, werden als "Zweitbetriebs" -Drehautomaten bezeichnet.

Drehmaschinen mit einer sehr großen Spindelbohrung und einem Spannfutter an beiden Enden der Spindel werden als "Ölfelddrehmaschinen" bezeichnet.

Vollautomatische mechanische Drehmaschinen, die Nocken und Getriebezüge für kontrollierte Bewegung verwenden, werden als Schneckenmaschinen bezeichnet .

Drehmaschinen, die von einem Computer gesteuert werden, sind CNC-Drehmaschinen .

Drehmaschinen, bei denen die Spindel in einer vertikalen Konfiguration anstelle einer horizontalen Konfiguration montiert ist, werden vertikale Drehmaschinen oder vertikale Bohrmaschinen genannt. Sie werden dort eingesetzt, wo sehr große Durchmesser gedreht werden müssen und das Werkstück (vergleichsweise) nicht sehr lang ist.

Eine Drehmaschine mit einem zylindrischen Reitstock, die sich um eine vertikale Achse drehen kann, um verschiedene Werkzeuge gegenüber dem Spindelstock (und dem Werkstück) darzustellen, sind Revolverdrehmaschinen . [5]

Eine Drehmaschine, die mit Indexierplatten, Profilfräsern, spiralförmigen oder spiralförmigen Führungen usw. ausgestattet ist, um ein dekoratives Drehen zu ermöglichen , ist eine Zierdrehbank .

Verschiedene Kombinationen sind möglich: Zum Beispiel kann eine vertikale Drehmaschine auch CNC-Funktionen haben (z. B. eine CNC-VTL ).

Drehmaschinen können mit anderen Werkzeugmaschinen wie einer Bohrmaschine oder einer Vertikalfräsmaschine kombiniert werden . Diese werden üblicherweise als Kombinationsdrehmaschinen bezeichnet .

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