CNC-Drehmaschine und CNC-Fräse: Hauptmerkmale und Unterschiede
Was jede Maschine leistet, welche Teile aus jeder Maschine entstehen, welche für Ihre Geometrie günstiger ist und was passiert, wenn das Teil beide benötigt.
Der Unterschied liegt darin, was sich dreht: Bei der CNC-Drehmaschine dreht sich das Teil und das Werkzeug bewegt sich in zwei Achsen (X und Z); bei der CNC-Fräse dreht sich das Werkzeug und das Teil bewegt sich in drei oder mehr Achsen. Davon leitet sich alles Weitere ab: Die Drehmaschine ist die schnellste und günstigste Option für Rotationskörper (Wellen, Buchsen, Bolzen), und die Fräse für Teile mit Ebenen, Taschen und Bohrungen in verschiedenen Flächen. In einer Werkstatt wie unserer werden rund drei von vier Teilen gefräst und der Rest gedreht oder beide kombiniert.
Hier erklären wir, wie jede Maschine funktioniert, welche Teile aus jeder entstehen, welche günstiger ist und wie entschieden wird, wenn Sie CNC-Bearbeitung von Sonderbauteilen bestellen: Sie müssen nicht selbst wählen, aber es lohnt sich, es zu verstehen, um besser zu konstruieren.
Passt das Teil in einen Zylinder und ist fast die gesamte Geometrie rund, dann drehen. Hat es ebene Flächen, Taschen oder Bohrungen in verschiedenen Richtungen, dann fräsen. Hat es beides, dann beide Maschinen.
So funktioniert eine CNC-Drehmaschine?
Das Teil, normalerweise ein Stab, wird in einer Spannfutter festgeklemmt und dreht sich mit Geschwindigkeiten zwischen 500 und 4.000 rpm. Das Werkzeug, eine fest in einer Werkzeugstation montierte Hartmetall-Wendeschneidplatte, bewegt sich längs (Achse Z) und zur Mitte (Achse X). Mit diesen beiden Bewegungen werden alle Drehbearbeitungs-Operationen durchgeführt:
- Zylindrieren: Reduziert den Außendurchmesser.
- Abdrehen: Macht die Stirnseite des Endes flach.
- Einfallstellen und Trennen: Erzeugt Nuten für Dichtungen oder trennt das Teil vom Stab.
- Gewindedrehen: Außen- oder Innengewinde, präzise nach dem Schrittwert des Spindels.
- Bohrung und Spannfutter: Bohrungen in der Welle des Teils und deren maßgeschneiderte Oberflächenbehandlung.
Die aktuellen Drehmaschinen verfügen zusätzlich über eine motorisierte Werkzeugspindel und eine C-Achse: Das Teil wird in einer Winkelposition gestoppt und eine kleine Fräser bohrt seitlich eine Bohrung, eine Ebene oder eine Passfedernut. So kommt ein rundes Teil mit einem Fräs-Detail in einer einzigen Aufspannung komplett aus der Drehmaschine.
So funktioniert eine CNC-Fräse?
Das Werkzeug dreht sich im Spindelmotor mit 8.000 bis 24.000 rpm bei Aluminium-Maschinen, und die mit dem Teil versehene Tischplatte bewegt sich in X, Y und Z. Mit einem automatischen Werkzeugwechsler von 20 bis 40 Werkzeugen führt eine Bearbeitungszentrum-Operation planend, konturierend, Taschen, Bohren, Reiben und Gewindedrehen ohne manuelle Eingriffe aus. Je nach Anzahl der Achsen:
- 3 Achsen: Das Teil dreht sich nicht. Platten, Halterungen, Gehäuse und Taschen. Das ist die günstigste Option.
- 4 Achsen: Ein Teilapparat dreht das Teil, um mehrere Seiten ohne erneute Aufspannung zu bearbeiten.
- 5 Achsen: Der Tisch neigt und dreht sich. Komplexe Geometrien und Freiformflächen in einer Aufspannung, wie wir in 5-Achs-CNC-Bearbeitung erklären.
Jedes Mal, wenn ein gefrästes Teil entklemmt wird, um eine andere Seite zu bearbeiten, geht Zeit und etwas Präzision zwischen den Seiten verloren. Daher wiegt die Anzahl der Aufspannungen so stark im Preis wie in der Bearbeitungszeit.
Vergleichstabelle: CNC-Drehmaschine gegenüber CNC-Fräse
| Kriterium | CNC-Drehmaschine | CNC-Fräse |
|---|---|---|
| Was sich dreht | Das Teil | Das Werkzeug |
| Bewegungsbahnen | 2 (X, Z), plus C und Y mit motorisierter Werkzeugspindel | 3, 4 o 5 |
| Typische Geometrien | Rotationskörper: Wellen, Buchsen, Bolzen, Nippel, Stifte | Prismatisch: Platten, Träger, Gehäuse, Vorrichtungen, Formen |
| Ausgangsmaterial | Runde oder hexagonale Stange | Block, Platte oder Vorbauteil |
| Allgemeintoleranz | ISO 2768-f in Metall (±0,1 mm bei 25 mm) | ISO 2768-f in Metall (±0,1 mm bei 25 mm) |
| Feingestellte Maße | Bis IT6-IT7 bei Durchmessern: das ist ihre Stärke | Bis IT7 bei gereibgebohrten Löchern und spezifischen Maßen |
| Oberflächenrauheit | Sehr gut bei Durchmessern (Ra 0,8 bis 1,6 µm) | Gut bei ebenen Flächen; bei Kurven hängt es vom Vorschub ab |
| Zeit pro Teil | Kürzer bei runden Teilen: Material wird kontinuierlich abgetragen | Länger bei runden Teilen; unübertroffen bei prismatischen Teilen |
| Serien | Sehr effizient mit Stangenfütterung | Effizient mit mehrteiligen Vorrichtungen |
Welche Teile werden auf der Drehbank und welche auf der Fräsmaschine gefertigt?
Es werden auf der Drehbank gefertigt
Wellen und Bäume, Buchsen und Buchsen, Bolzen, Stifte, Adapter, Düsen, Muttern und spezielle Schrauben, Abstandshalter, Riemenscheiben, Scheiben, runde Deckel. Alles, was sich in der Maschine dreht oder in ein rundes Loch montiert wird. Mit motorisierter Werkzeugführung auch eine Welle mit Passfedernut, eine Buchse mit radialen Bohrungen oder ein Adapter mit zwei Ebenen für den Schlüssel.
Es werden auf der Fräsmaschine gefertigt
Grundplatten, Halterungen und Winkel, Gehäuse und Deckel, Montagevorrichtungen, Ventilkörper, Formeinsätze, Arme, Führungen, Teile mit Taschen, Rippen und Bohrungen in mehreren Ebenen. Im Allgemeinen jedes Teil, das als Block beginnt und ebene Flächen aufweist.
Sie benötigen beide
Eine Welle mit quadratischem Flansch, ein zylindrisches Gehäuse mit seitlichen Taschen, eine Scheibe mit einem Bohrungsaußermuster außerhalb der Welle. Zuerst wird der runde Teil gedreht und danach der Rest gefräst, oder umgekehrt, mit einer zusätzlichen Aufspannung, die sich im Preis widerspiegelt.
Was ist günstiger?
Für ein rundes Teil ist die Drehbank mit Abstand. Sie entfernt Material kontinuierlich, in einer einzigen Aufspannung, und eine 100 mm lange Welle wird in wenigen Minuten gefertigt. Das gleiche Teil auf einer Fräsmaschine würde mehrere Aufspannungen und eine sich drehende Fräse erfordern, mit mehr Zeit und schlechterer Rundheit.
Für ein prismatisches Teil gibt es keine Wahl: es ist eine Fräsmaschine. Was Sie entscheiden, ist, wie viel es innerhalb der Fräsmaschine kostet. Drei Dinge senken den Preis:
- Weniger zu bearbeitende Flächen: jede Fläche kann eine Aufspannung sein. Wenn alle Bohrungen von oben ausgeführt werden können, ist das Teil günstiger.
- Große innere Radien (1 mm oder mehr) und flache Taschen: ermöglichen große und schnelle Fräser. Wir erklären dies in den verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen.
- Toleranzen nur dort, wo sie benötigt werden: die allgemeine ISO 2768-f ist bereits fein. Ein Maß bei ±0,02 mm wird separat berechnet. Weitere Details finden Sie in Toleranzen bei der CNC-Bearbeitung.
Und bei beiden Maschinen zählt die Menge: das Programm, die Aufspannung und die Instandstellung werden einmal bezahlt, sodass das 10. Teil deutlich günstiger ist als das 1. Beim Anfordern des Angebots können Sie bis zu drei Mengen vergleichen.
Wie wird bei Proto&Go! entschieden?
Sie müssen die Maschine nicht angeben. Sie laden das STEP-Modell hoch, wählen das Material, die Menge und die Oberflächenbehandlung, und ein Ingenieur prüft die Fertigbarkeit: er entscheidet sich für die Drehbank, die 3- oder 5-Achs-Fräsmaschine oder eine Kombination je nach Geometrie, und sendet Ihnen das Angebot innerhalb von 24 Stunden mit Preis und Lieferzeit zurück. Die Teile werden ab 8 Werktagen geliefert und jedes Teil wird vor dem Versand geprüft.
Das einzige, was Sie hinzufügen sollten, ist ein PDF mit den Gewinden (das 3D-Modell gibt die Metrik nicht an) und den Maßen, die eine spezifische Toleranz benötigen, beispielsweise den Durchmesser einer Welle, die in ein Lager passt. Um diese Passung zu berechnen, verwenden Sie die Passungsrechner.
Häufig gestellte Fragen zur Drehbank und Fräsmaschine CNC
Was ist der Unterschied zwischen einer CNC-Drehmaschine und einer CNC-Fräse?
Bei der Drehmaschine dreht sich das Teil und das Werkzeug bewegt sich in zwei Achsen; es ist die Maschine für Rotationsstücke. Bei der Fräse dreht sich das Werkzeug und das Teil bewegt sich in drei oder mehr Achsen; es ist die Maschine für Teile mit ebenen Flächen, Taschen und Bohrungen in verschiedenen Richtungen.
Wann ist CNC-Drehen im Vergleich zum Fräsen sinnvoll?
Wenn das Teil eine Rotationsgeometrie aufweist: Achsen, Buchsen, Bolzen oder Passfedernuten. Das Drehen ist bei diesen Geometrien schneller und wirtschaftlicher und erzielt eine bessere Rundheit und Oberflächenbehandlung bei den Durchmessern. Wenn das runde Teil ebene Flächen oder seitliche Bohrungen aufweist, werden Drehen und Fräsen kombiniert.
Kann ein rundes Teil auf einer Fräse gefertigt werden?
Ja, aber es kostet in der Regel mehr und das Ergebnis ist schlechter. Die Fräse fährt die Umfangskurve durch Interpolation, mit mehr Maschinenzeit und einer geringeren Rundheit als bei der Drehmaschine. Es lohnt sich nur bei großen, runden und flachen Teilen, wie Scheiben mit Bohrungen.
Muss ich im Auftrag angeben, ob mein Teil für eine Drehmaschine oder eine Fräse ist?
Nein. Der Ingenieur, der jede Bestellung überprüft, wählt die Maschine je nach Geometrie und Material aus, und das Angebot berücksichtigt dies bereits. Sie geben lediglich Material, Stückzahl, Oberflächenbehandlung an und, in einer Zeichnung, Gewinde und Maße mit Toleranz.
