Mikro- und Langdrehbearbeitung lösen eine Aufgabe, bei der konventionelles CNC-Drehen an Grenzen stößt: sehr kleine, häufig schlanke Wellen, Stifte, Hülsen und Steckerkontakte zu fertigen, ohne dass sich das Werkstück unter der Schnittkraft durchbiegt oder aus der Toleranz läuft. Der folgende Ablauf zeigt vom Stangenmaterial über Bearbeitung und Teileentnahme bis zur optischen Prüfung, wann dieses Verfahren tatsächlich erforderlich ist.
Kleine Teile versagen anders als große — Materialunterstützung, Handhabung und Messung sind umso wichtiger, je kleiner der Durchmesser wird. Unsere Mikro-Bearbeitungszelle ist genau darauf ausgelegt: Fertigstellung auf der Gegenspindel in einem einzigen Aufspannvorgang, kontinuierlicher unbeaufsichtigter Betrieb und optische Messung, die fein genug ist, um Merkmale zu überprüfen, die man mit Handwerkzeugen nicht prüfen kann.
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Wann Langdrehen statt konventionellem Drehen erforderlich ist
Dies sind die Arten von Teilen, für die dieser Prozess existiert: Messingsteckkontakte, ein paar Millimeter lang, jeweils mit abgestuften Durchmessern, einer Fase an der Spitze, einem gerändelten Band und einem Bohrloch, das durch die Mitte verläuft. Jedes dieser Merkmale muss konzentrisch mit den anderen sein, bei einem Teil, das klein genug ist, um bequem auf einem Fingerspitze zu sitzen.
Ein Langdrehautomat führt das Stangenmaterial durch eine Führungsbuchse unmittelbar neben dem Schneidwerkzeug, statt es wie bei einer konventionellen Drehmaschine über eine längere Strecke frei aus dem Spannfutter ragen zu lassen. Diese Abstützung verhindert, dass sich selbst sehr dünnes Stangenmaterial unter den Schnittkräften durchbiegt.
Je kleiner das Bauteil, desto wichtiger ist die Abstützung. Ein nur wenige Millimeter dicker Stift besitzt kaum Eigensteifigkeit; der Abstand zwischen einem Gutteil und einem verbogenen oder unrunden Teil wird schneller kleiner als die Toleranz. Entscheidend ist daher nicht, ob das Teil auf der Zeichnung klein wirkt, sondern ob es beim konventionellen Spannen während der Bearbeitung steif genug bleibt. Würde es sich durchbiegen, rattern oder unrund werden, schafft die Führungsbuchse beim Langdrehen die erforderliche Abstützung.
- Mikrowellen und Stifte
- Hülsen, Einsätze und Buchsen
- Anschluss- und Klemmenkontakte
- Kleine gewindete oder abgestufte Komponenten
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Es beginnt mit dem Material
Jede Stange in diesem Regal ist nach Qualität gekennzeichnet, bevor sie eine Maschine erreicht — C3604 Messing neben Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium und technischen Kunststoffen, die auf die gleiche Weise gelagert und protokolliert werden. Dieses Etikett startet eine Rückverfolgbarkeit, die wir während des gesamten Auftrags beibehalten: genehmigte Quelle, Wärme- oder Chargen-ID, ein Fertigungstransportdokument, das das Material durch Schneiden und Bearbeitung begleitet, und ein Versandprotokoll, das das fertige Teil zurückverfolgt. , woher sein Material stammt.
Für ein kleines Messingteil ist diese Disziplin genauso wichtig wie die eigentliche Bearbeitung. Zu sagen, ein Teil sei aus Messing, ist einfach; nachzuweisen, aus welchem Los es stammt, unterstützt durch ein Konformitätszertifikat, einen Materialprüfbericht oder ein EN 10204 3.1 Prüfzeugnis, ist eine andere Aussage – und eine, die wir auf Anfrage belegen können.
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Die Maschine hinter dem Prozess
Die Maschine auf diesen Fotos ist eine Citizen Cincom R04VI – speziell die Variante mit Rückspindel, nicht die Basis R04II. Dieser Unterschied ist wichtiger, als es klingt: Eine Rückspindel ermöglicht es uns, die Vorder- und Rückseite eines Teils in einer einzigen kontinuierlichen Einrichtung fertigzustellen, anstatt es auszuladen und für eine zweite Operation erneut zu spannen. Jeder Schritt des erneuten Spannens ist eine Gelegenheit, dass ein kleines Teil aus der Zentriertheit verschoben wird; das Entfernen dieses Schritts beseitigt das Risiko.
Das R04VI verfügt außerdem über 17 Werkzeugpositionen im Vergleich zu 13 beim Basismodell — mehr verfügbare Operationen im selben Aufbau, sei es Nuten, Querbohrungen oder Gewindeschneiden an der Rückseite eines Merkmals, ohne das Teil auf eine andere Maschine zu bringen.
- Ø4 mm maximaler Stangendurchmesser
- Haupt- und Gegenspindeldrehzahlen bis zu 20.000 U/min
- Rückenspindelbohrung auf Ø3 mm, Gewindeschneiden auf M3
- 17 Werkzeugpositionen pro Maschine
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Laufende Produktion, Teil für Teil
Sobald das Programm bewährt ist, läuft die Maschine kontinuierlich vom Stab und entlädt fertige Teile in einen mit einem Netz ausgekleideten Korb, der sie vom Schneidöl trennt. Niemand lädt Rohlinge einzeln — der Stabzuführer versorgt die Maschine, und ein einziges Setup kann einen gesamten Stab ohne Unterbrechung abarbeiten.
Daraus ergibt sich die Wirtschaftlichkeit des Langdrehens. Der Rüstaufwand konzentriert sich auf die Freigabe des ersten Teils; anschließend bestimmen vor allem Zykluszeit statt manueller Handhabung die Stückkosten. Die Wiederholgenauigkeit entsteht durch den unveränderten Prozess und nicht dadurch, dass ein Bediener denselben manuellen Schritt tausendfach wiederholt.
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Teile dieser Größe messen
Bei diesem Maßstab hören Messschieber und Handmessgeräte auf, nützlich zu sein – die Merkmale sind zu klein, und das Anbringen eines Messgeräts an einem schlanken Messingstift kann das zu messende Teil verformen. Daher werden die Teile stattdessen optischen Systemen unterzogen, einschließlich eines Keyence-Bild-Dimension-Messsystems, das das Profil des Teils erfasst und es völlig berührungslos misst.
Unsere optischen Messsysteme messen auf vier Dezimalstellen in Millimetern genau, was erforderlich ist, um Merkmale an Teilen wie diesen mit jeder Sicherheit zu überprüfen. Beachten Sie auch die Handschuhe: Bei dieser Größe ist sorgfältiges Handling Teil der Qualitätskontrolle, da ein Fingerabdruck oder eine beschädigte Kante an einem Steckerkontakt ein tatsächlicher Defekt und kein rein kosmetischer Mangel ist.
Welche Abmessungen werden gemessen, wie oft, und gegen welche Grenzwerte dies festgelegt wird, wird pro Projekt nach der Zeichnungsprüfung bestimmt – dieses Durchgang zeigt die Fähigkeit, nicht eine Aussage über die Spezifikation eines bestimmten Kunden.
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Kapazität über eine einzelne Maschine hinaus
Der aktuelle Maschinenpark für das Langdrehen mit beweglichem Spindelstock umfasst 13 Maschinen: fünf Citizen R04VI für Miniaturbauteile sowie jeweils zwei STAR SR-32JII Type B, STAR SB-20R Type N, Citizen Cincom L32 IX und Citizen Cincom A20VII. Zusammen erweitern sie den standardmäßigen maximalen Bearbeitungsdurchmesser auf Ø32 mm. Maschinenauswahl, minimaler Fertigdurchmesser, Werkstoff und Prüfanforderungen werden vor der Fertigung anhand jeder Zeichnung geprüft.
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