Zerspanungstechnik | Flühs

Zerspanungstechnik umfasst mehrere Fertigungsverfahren, bei denen Material von der Oberfläche eines Werkstücks abgetragen wird, beispielsweise durch Drehen oder Fräsen. Flühs Drehtechnik wendet seit fast einem Jahrhundert das Drehen als spanendes Verfahren zur Herstellung hochwertiger Drehteile an.

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Flühs Drehtechnik wurde 1926 gegründet und exportiert Ventile und Drehteile in mehr als 50 Länder auf der Welt. Die Zerspanungstechnik gehört daher zu unseren Kernkompetenzen.

Durch Verfahren der Zerspanungstechnik werden technische Bauteile verschiedener Geometrien mit hoher Präzision hergestellt, zum Beispiel Schrauben, Achsen, Zahnräder oder andere Verbindungsteile.

Gängige Fertigungsverfahren der Zerspanungstechnik sind unter anderem das Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen und Sägen. Diese Fertigungsverfahren kommen in verschiedenen verarbeitenden Industrien zum Einsatz, beispielsweise in der Metallverarbeitung.

Die moderne Zerspanungstechnik bietet für die industrielle Fertigung viele verfahrenstechnische Vorteile, zum Beispiel eine verbesserte Effizienz des Herstellungsprozesses und höchste Qualität mit hervorragender Wiederholgenauigkeit.

Der folgende Text behandelt die Grundlagen der Zerspanungstechnik und die gängigsten Leistungen von Unternehmen, die in der Zerspanungstechnik tätig sind. Der Text erläutert außerdem die Vorteile der Zerspanungstechnik, die für den Produktionssektor relevant sind.

Was ist die Zerspanungstechnik?

Die Zerspanungstechnik ist ein Sammelbegriff für subtraktive Fertigungsverfahren, bei denen Material von einem Werkstück mechanisch abgetragen wird, wie zum Beispiel beim Drehen, Bohren, Feilen oder Fräsen.

Bei den Fertigungsverfahren der Zerspanungstechnik verändert das Werkstück seine Form und wird kleiner. Dies geschieht, indem nach und nach Material von der Oberfläche abgetragen wird, bis die gewünschten Maße und die gewünschte geometrische Form erreicht sind. Beim Abtragen entstehen sogenannte Späne.

In der Zerspanungstechnik werden Maschinen wie CNC-Fräsmaschinen und CNC-Drehmaschinen eingesetzt, mit denen eine beständige Qualität und eine hohe Effizienz möglich sind. Teilweise werden immer noch konventionelle, manuelle Werkzeugmaschinen zur Zerspanung eingesetzt, um Zeit oder Kosten zu sparen.

Grundsätzlich lassen sich in der Zerspanungstechnik diverse Materialien zerspanen, zum Beispiel Metalle und Kunststoffe. Mit speziellen Werkzeugen lassen sich Werkstoffe wie Stein, Keramik oder Glas zerspanen. In der Metallindustrie zählt das Zerspanen zu den meistverbreiteten Fertigungsverfahren. Je nach Anwendung und angestrebtem Ergebnis (geometrische Form, Oberflächengüte, Material) werden unterschiedliche Werkzeuge genutzt.

In der Zerspanungstechnik wird zwischen der Werkzeugbearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide und der Werkzeugbearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide unterschieden. Bei geometrisch bestimmter Schneide ist die Form der Schneide bekannt, wie zum Beispiel beim Drehen oder Fräsen. Bei geometrisch unbestimmter Schneide ist die Form der Schneide nicht bekannt, wie zum Beispiel beim Schleifen.

Die Zerspanungstechnik umfasst mehrere Fertigungsverfahren, die von Industrieunternehmen als Leistungen angeboten werden. Die wichtigsten Leistungen im Bereich Zerspanungstechnik werden im Folgenden beschrieben.

Leistungen der Zerspanungstechnik

Leistungen der Zerspanungstechnik sind laut DIN 8589 Drehen, Fräsen, Schleifen, Bohren Sägen, Räumen, Honen, Läppen, Erodieren, Reiben, Stoßen und Gewindeschneiden.

Drehen

Drehen ist eine zerspanende Fertigungstechnik, bei der das Werkstück über die Hauptspindel einer Drehmaschine in Rotation versetzt und von Schneidwerkzeugen bearbeitet wird. Das Ergebnis des Drehprozesses ist ein zylindrisches, rotationssymmetrisches Bauteil: ein Drehteil. Weit verbreitete Drehteile sind zum Beispiel Schrauben, Spindeln und Naben. Das Drehen wird größtenteils in metallverarbeitenden Industrien für verschiedene Branchen eingesetzt, zum Beispiel für die Gebäudetechnik, Automobilindustrie oder Luft- und Raumfahrttechnik.

Fräsen

Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem Material mithilfe eines mehrzähnigen, rotierenden Werkzeugs an einem feststehenden Werkstück abgetragen wird. Typische Frästeile sind Zahnräder, Lagergehäuse, Achsen und Formteile aus Metallen und NE-Metallen oder Kunststoffen. Fräsen findet unter anderem im Maschinenbau, in der Automobilindustrie, im Werkzeugbau, in der Energie- und Umwelttechnik und in der Feinmechanik Anwendung.

Schleifen

Das Schleifen ist ein spanendes Fertigungsverfahren zur Feinbearbeitung, um eine hohe Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit zu erreichen. Beim Schleifen wird entweder manuell oder mit einer Schleifmaschine überschüssiges Material abgetragen. Nach DIN 8589 gehört das Schleifen zu den Trennverfahren mit unbestimmten Schneiden. Das Schleifen dient der Glättung und Erzeugung besonders maßhaltigen Oberflächen, die mit anderen Zerspanungsverfahren nicht erreichbar sind.

Bohren

Bohren ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem Material wie Holz, Metall oder Kunststoff mithilfe eines Bohrers entfernt wird, sodass ein Loch entsteht. Am häufigsten kommt beim Bohren ein Spiralbohrer zum Einsatz. Die Bohrtechniken variieren je nach geplantem Endprodukt. Zu den typischen Bohrtechniken zählen unter anderem die Durchgangsbohrung, die Sacklochbohrung, die Gewindebohrung und die Profilbohrung.

Sägen

Das Sägen ist ein spanendes Trennverfahren mit dem Ziel, Werkstücke aus Holz, Metall, Kunststoff oder Stein mit einer manuell oder maschinell betriebenen Säge zu schlitzen oder zu trennen. Das Sägen wird zur Herstellung von Stangen- und Profilmaterial genutzt, sowie zum Ausschneiden von Durchbrüchen. Häufig eingesetzte Sägen in industriellen Verfahren sind Kreissägen, Bandsägen und Sägemaschinen, die automatisiert oder mit CNC-Steuerung funktionieren.

Räumen

Räumen ist ein Zerspanungsverfahren mit mehrschneidigem Werkzeug zur Herstellung von Innen- und Außenprofilen, bei dem das Räumwerkzeug eine Schnittbewegung durchführt. Räumen wird eingesetzt, wenn Konturen nicht durch drehende Werkzeuge erzeugbar sind. Mit Räummaschinen lassen sich Maßtoleranzen sicher einhalten und eine hohe Oberflächengüte erzielen.

Honen

Das Honen ist ein zerspanendes Feinbearbeitungsverfahren oder Hartfeinbearbeitungsverfahren, das dem Schleifen ähnelt und sich für fast alle Werkstoffe eignet. Das Honen wird in der Metallverarbeitung zur Verbesserung der Oberflächenqualität von Bohrungen eingesetzt. Es ist häufig der letzte Bearbeitungsschritt, um gegebenenfalls die Maßhaltigkeit und Oberflächengüte zu korrigieren. Beim Honen wird eine Honbürste eingesetzt, die gegen die Bohrungswandung drückt.

Läppen

Läppen ist ein schonendes und spannungsarmes Bearbeitungsverfahren, das der Feinbearbeitung eines Werkstücks dient. Das Läppen gehört zu den Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide. Durch das Läppen entsteht eine seidenmatte, homogene Oberfläche. Beim Läppen werden die Läppkörner in das Werkstück und die Läppscheibe gedrückt. Die Läppscheibe wird in Rotation versetzt, wodurch sich die Oberfläche nach und nach abträgt.

Erodieren

Erodieren (auch genannt Elektroerodieren oder Funkenerodieren) ist ein Bearbeitungsverfahren, bei dem der Materialabtrag ohne mechanischen Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt. Das Erodieren wird eingesetzt, wenn eine präzise Bearbeitung von elektrisch leitenden Materialien notwendig ist, zum Beispiel in der Werkzeugherstellung.

Reiben

Das Reiben ist ein spanendes Fertigungsverfahren, das der Qualitätsverbesserung der Bohrung dient und mit einem Mehrschneiden Werkzeug durchgeführt wird. Beim Reiben wird durch hohe Vorschubgeschwindigkeit und geringe Schnitttiefen eine hohe Oberflächengüte und Bohrungsqualität erreicht. Das Reiben wird nach dem Bohren durchgeführt. Die scharfen Schneiden der Reibahle tragen Späne aus der Bohrung ab. Durch das Reiben wird die Bohrung präziser und die Oberfläche glatter.

Stoßen

Stoßen ist ein spanendes Fertigungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneide zur Herstellung ebener Flächen wie Nuten und Einstiche. Das Werkzeug der Stoßmaschine trägt mit einer geradlinigen Schnittbewegung Material ab. Das Stoßen wird als Fertigungsverfahren und als Nachbehandlung von gehärteten Werkstücken eingesetzt, um Härteverzüge zu korrigieren.

Gewindeschneiden

Das Gewindeschneiden ist ein Verfahren, um ein Gewinde spanend herzustellen. Man unterscheidet zwischen Innengewindeschneiden und Außengewindeschneiden. Innengewinde werden mit einem Gewindebohrer hergestellt. Außengewinde werden mit einem Schneideisen hergestellt.

Zerspanungstechnik bei Flühs

Die Zerspanungstechnik bildet eine der Kernkompetenzen von Flühs Drehtechnik ab. Wir fertigen hochwertige Drehteile, die wir nach Kundenanforderungen in höchster Maßhaltigkeit und Präzision herstellen.

Flühs greift auf fast 100 Jahre Erfahrung in der Zerspanungstechnik zurück. Heute sind wir ein Unternehmen mit Fokus auf Sanitär- und Haustechnik, das mittlerweile mit über 130 kurvengesteuerten und CNC-betriebenen Drehmaschinen arbeitet und sich in führender Position auf dem Markt etabliert hat.

Unser Fertigungsprozess umfasst die Vorfertigung, die Produktion und die Montage. Darunter fallen unter anderem die Kalkulation des entsprechenden Drehteils, die Herstellung von teilespezifischen Werkzeugen, die Erstellung eines Maschinenprogramms, die Maschinenrüstung, die Serienfertigung und die teil- oder vollautomatisierte Montage inklusive Beschriftung und Dichtprüfung.

Bei all diesen Schritten finden eine begleitende Qualitätssicherung und Abnahmekontrollen statt, die die hohe Qualität unserer Drehteile gewährleisten.

Vor der Serienproduktion fertigen wir Vorserienexemplare, die von unserem Qualitätssicherungsteam und vom Zerspanungsmechaniker an der Maschine geprüft werden. Das Qualitätssicherungsteam nutzt sowohl zur Abnahmeprüfung als auch zur serienbegleitenden Prüfung unter anderem 3D-Koordinatenmessgeräte, Messprojektoren und Oberflächenmessgeräte, um die Maßhaltigkeit genau zu kontrollieren. Nach Freigabe durch die Qualitätssicherung beginnt die eigentliche Serienproduktion.

Die Fertigung unserer Drehteile erfolgt in den meisten Fällen auf CNC-Drehmaschinen. Dabei kommen automatische Lademagazine zum Einsatz, die Stangen aus Messing oder anderen Metallen in die Spindel der Maschine einführen. Danach wird das Werkstück in Rotation versetzt und von Schneid- und Formwerkzeugen bearbeitet. Während der Herstellung findet eine permanente serienbegleitende Qualitätskontrolle statt. Die Endkontrolle erfolgt mittels geschultem Fachpersonal oder Bildverarbeitungssystemen, die kritische Maße prüfen und Ausschussteile aussortieren.

Nach der Fertigung findet die Montage statt. Die Montage erfolgt je nach Teilespektrum und Stückzahlen per Hand, teil- oder vollautomatisiert, sodass jedes Bauteil passgenau sitzt. Danach führen wir bei Ventilen eine Dichtheitsprüfung und eine Beschriftung durch. Die Beschriftung gewährleistet eine vollumfängliche Chargenrückverfolgbarkeit.

Unser Qualitätsmanagementsystem ist an die DIN ISO 9001 und die DIN ISO 14001 angelehnt und sichert seit Jahrzehnten unsere hohe Qualität. Unser hoher Qualitätsanspruch bringt langlebige Drehteile und Ventile hervor, die in der Armaturenindustrie und in vielen weiteren Branchen auf der ganzen Welt eingesetzt werden.

Vorteile der Zerspanungstechnik

Die Vorteile der Zerspanungstechnik sind hohe Präzision, das Einhalten enger Toleranzgrenzen, die hohe Wiederholgenauigkeit, Vielseitigkeit, Flexibilität und Automatisierbarkeit sowie das Erreichen hoher Oberflächenqualitäten.

Der größte Vorteil der Zerspanungstechnik ist die hohe Präzision, die in der Fertigung erreicht wird. Zerspanende Verfahren wie Drehen und Fräsen eignen sich daher hervorragend für technische Bauteile, an die hohe Anforderungen in Bezug auf die Passgenauigkeit und Maßhaltigkeit gestellt werden.

Durch den Einsatz von CNC-Maschinen wird eine hohe Wiederholgenauigkeit in der Zerspanungstechnik gewährleistet. Die Wiederholgenauigkeit, oder Reproduzierbarkeit, ist die Abweichung, mit der eine Maschine einen definierten Wert (zum Beispiel eine bestimmte Oberflächengüte) oder eine bestimmte Position wieder erreicht.

Der Einsatz von CNC-Maschinen in der Zerspanungstechnik senkt den Personalaufwand und steigert zugleich die Produktivität durch automatisierte und effiziente Bearbeitungsprozesse.

Die Zerspanungstechnik bietet mit feinen Bearbeitungsverfahren wie zum Beispiel Schleifen oder Diamantieren die Möglichkeit, sehr glatte Oberflächen zu erzeugen. Die beim Schleifen oder Diamantieren erzeugten Oberflächengüten sind in der seriellen Fertigung von Drehteilen nicht umsetzbar und erfolgen daher mittels zusätzlicher Nachbearbeitungsverfahren.

Ein weiterer Vorteil der Zerspanungstechnik ist, dass sie sich für eine hohe Bandbreite an Materialien eignet. Das jeweilige Zerspanungsverfahren lässt sich auf den jeweiligen Werkstoff anpassen. Mögliche Werkstoffe sind unter anderem Metalle und Kunststoffe unterschiedlicher Zähigkeit und Härte. Die spezifischen Eigenschaften des Materials geben die technischen Parameter, wie zum Beispiel die Schnittgeschwindigkeit der Maschine oder den Einsatz von Kühlmitteln, vor.

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