Zerspanung verstehen, Zerspanungsfirmen finden
Der Oberbegriff der Zerspanung umfasst eine Reihe von Fertigungsverfahren, die durch die spanende Bearbeitung von Werkstücken zur Herstellung einer gewünschten Form charakterisiert werden.
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Wie funktioniert Zerspanung?
Bei der Zerspanung wird von einem Rohling durch eine Werkzeugschneide kontinuierlich Material abgetragen, wodurch die namensgebenden Späne als Abfallprodukt entstehen. Bei der Zerspanung handelt es sich um eines der meistverbreiteten Fertigungsverfahren, das vor allem in der metallverarbeitenden Industrie große Bedeutung erlangt hat.
Grundsätzlich wird bei der Zerspanung zwischen der Werkzeugbearbeitung mit geometrisch bestimmter und geometrisch unbestimmter Schneide unterschieden. Während beim geometrisch bestimmten Spanen – wie etwa beim Fräsen oder Drehen – die Form der Schneide bekannt ist, ist beim geometrisch unbestimmten Zerspanen – wie etwa beim Schleifen – nur eine statistische Beschreibung der Werkzeuggeometrie möglich.
In der metallverarbeiteten Industrie werden heute neben konventionellen, manuellen Maschinen auch hochmoderne CNC-Werkzeugmaschinen mit einer weitgehenden Automatisierung der Arbeitsprozesse eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine hohe Effizienz und Präzision aus und eignen sich insbesondere für die Serienfertigung von metallischen Werkstücken.
Spanende Fertigungsverfahren im Überblick
In der metallverarbeitenden Industrie sind vor allem die drei spanenden Fertigungsverfahren Drehen, Bohren und Fräsen weit verbreitet. Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe weiterer Verfahren, die im Rahmen der Nachbearbeitung von Werkstücken zum Einsatz kommen. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Verfahren im Bereich der Zerspanung. Diese werden in die Gruppen der geometrisch bestimmten und geometrisch unbestimmten Verfahren eingeteilt.
| Geometrisch bestimmte Verfahren | Geometrisch unbestimmte Verfahren |
| Drehen | Schleifen |
| Bohren | Honen |
| Fräsen | Läppen |
| Senken | Strahlspanen |
| Reiben | Gleitspanen |
| Hobeln | |
| Räumen | |
| Sägen | |
| Feilen | |
| Schaben |
Die drei wichtigsten Verfahren werden im Folgenden näher erläutert:
Drehen
Das Drehen ist ein spanendes Verfahren, das vor allem zur Fertigung rotationssymmetrischer Bauteile dient. Beim Drehen wird das zu bearbeitende Werkstück in Rotation versetzt, wobei das Werkzeug die zu erzeugende Kontur abfährt und dabei Material abträgt. Das Fertigungsverfahren wird in der metallverarbeitenden Industrie beispielsweise zur Herstellung von Wellen, Bolzen, Spindeln, Naben und Achsen eingesetzt.
Bohren
Beim Bohren wird das Werkzeug in eine kreisförmige Schnittbewegung versetzt und führt gleichzeitig eine Vorschubbewegung in Richtung der Drehachse aus. Je nach gewünschter Bohrungskontur werden verschiedene Bohrverfahren wie das Bohren ins volle Material, das Aufbohren, das Reiben, das Gewindebohren und das Profilreiben angewendet. Da beim Bohrvorgang Wärme entsteht, wird bei dem Verfahren häufig ein Kühlschmierstoff verwendet.
Fräsen
Das Fräsen wird beispielsweise zur Fertigung von Nuten, Stufen, Taschen, Konturen oder Flächen verwendet. Anders als beim Drehen wird beim Fräsen das Werkzeug und nicht das Werkstück in Bewegung versetzt. Beim Fräsen wird je nach Richtung der Vorschubbewegung zwischen dem Gegenlauffräsen und Gleichlauffräsen unterschieden.
Vorteile der Zerspanung
Das Spanen weist eine Reihe entscheidender Vorteile auf und erfreut sich daher in unterschiedlichen Branchen großer Beliebtheit. Die wichtigsten Vorteile im Überblick:
- Genauigkeit: Je nach Verfahren lassen sich beim Spanen sehr enge Maß- und Formtoleranzen einhalten.
- Flexibilität: Dank der großen Anzahl an spanenden Verfahren finden Anwender für fast jede geometrische Anforderung eine passende Bearbeitungstechnik.
- Automatisierung: Das Spanen kann in hohem Maße automatisiert werden und eignet sich damit hervorragend für die kostengünstige Herstellung von Bauteilen in Serienfertigung.
Werkstoffe zum Spanen
Der am häufigsten zerspante Werkstoff ist Stahl. Stahl zeichnet sich durch einen Kohlenstoffgehalt von unter 2 % aus und kann mit verschiedenen Legierungselementen kombiniert werden, um die Zerspanung zu erleichtern. Darüber hinaus wird das Spanen auch weiteren Eisenwerkstoffen wie etwa Gusseisen und auch bei Nichteisenmetallen wie Aluminium, Titan, Magnesium und Kupfer angewendet. Neben der metallverarbeitenden Industrie werden spanabtragende Verfahren auch in der Holz- und Kunststoffbearbeitung eingesetzt.
Moderne CNC Maschinen zur Zerspanung
Vor allem im Bereich der Serienfertigung werden heute immer mehr moderne CNC Bearbeitungszentren eingesetzt. CNC Werkzeugmaschinen sind mit einem Tisch ausgestattet und sind in der Lage, das Werkstück selbstständig und automatisiert zu bearbeiten. Dabei werden alle Bearbeitungsschritte inklusive der erforderlichen Werkzeugwechsel ohne Personaleinsatz selbstständig durchgeführt und sind beliebig oft reproduzierbar.
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