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Metall drehen - Handwerk

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Metall drehen - Handwerk




Metall drehen - Handwerk


Einleitung

Beim Drehen wird Material als Span abgetrennt. Das Werkstück rotiert, während das Drehwerkzeug längs oder quer zur Drehachse bewegt wird. So entstehen vor allem rotationssymmetrische Bauteile wie Bolzen, Buchsen, Achsen und Wellen.

Dieser aiMOOC richtet sich an Auszubildende im Handwerk und in der Metalltechnik. Du lernst den sicheren Arbeitsablauf an einer konventionellen Drehmaschine. Praktische Arbeiten darfst Du nur nach Unterweisung und unter Beachtung der betrieblichen Regeln durchführen.


Lernziele

  1. Arbeitssicherheit: Du erkennst Einzugs-, Span- und Quetschgefahren.
  2. Drehmaschine: Du benennst die wichtigsten Baugruppen.
  3. Drehverfahren: Du unterscheidest Längs-, Plan-, Innen- und Gewindedrehen.
  4. Schnittgeschwindigkeit: Du wählst Drehzahl, Vorschub und Schnitttiefe passend aus.
  5. Messtechnik: Du prüfst Maße und Oberflächen fachgerecht.


Arbeitsprinzip und Maschinenaufbau

Baugruppe Aufgabe
Spindelstock Treibt Arbeitsspindel und Spannmittel an.
Drehfutter Spannt das Werkstück.
Werkzeughalter Hält das Drehwerkzeug steif und sicher.
Support Bewegt das Werkzeug längs und quer.
Reitstock Stützt lange Werkstücke oder nimmt Bohrwerkzeuge auf.
Leit- und Zugspindel Überträgt Vorschub- und Gewindebewegungen.
Schutzeinrichtungen Verringern Gefährdungen durch rotierende Teile und Späne.


Sicherheit an der Drehmaschine

Merksatz: Erst sichern, dann spannen, dann einstellen, dann starten.

Vor dem Start Während der Bearbeitung Nach der Bearbeitung
Enganliegende Kleidung, lange Haare sichern, Schmuck ablegen Nicht über das rotierende Futter greifen Maschine ausschalten und Stillstand abwarten
Schutzbrille und vorgeschriebene PSA verwenden Nicht bei laufender Maschine messen oder reinigen Späne mit Spänehaken und Handfeger entfernen
Keine Handschuhe an der offenen, rotierenden Maschine Späne nie mit der Hand entfernen Arbeitsplatz und Messmittel reinigen
Werkstück sicher spannen, Drehfutterschlüssel abziehen Auffällige Geräusche oder Schwingungen sofort melden Schäden, stumpfe Werkzeuge und Störungen melden
Freigang, Werkzeugspannung, Schutzhaube und Not-Halt prüfen Betriebsanweisung und Unterweisung beachten Kühlschmierstoff und Hautschutz nach Betriebsregel handhaben

Die konkrete Betriebsanweisung des Betriebs und die Anweisung der ausbildenden Fachkraft haben immer Vorrang. Eine kompakte Fachinformation bietet die BGHM zum sicheren Arbeiten an Drehmaschinen.


Einrichten und Spannen

  1. Technische Zeichnung prüfen und Bezugskante festlegen.
  2. Spannflächen und Spannbacken reinigen.
  3. Werkstück mit möglichst kurzem Überstand sicher spannen.
  4. Drehfutterschlüssel sofort entfernen und Schutz schließen.
  5. Werkzeug kurz und steif spannen; Schneide auf Drehmitte einstellen.
  6. Drehzahl, Vorschub und Schnitttiefe festlegen.
  7. Freigang bei stillgesetzter Maschine prüfen.
  8. Probelauf mit sicherem Abstand durchführen.

Lange oder schlanke Werkstücke werden je nach Aufgabe mit Reitstock, mitlaufender Spitze, Lünette oder geeigneter Stangenführung abgestützt. Das Spannverfahren wird nach Form, Länge, Genauigkeit und Bearbeitungskraft gewählt.


Drehwerkzeuge

Werkzeug Typische Verwendung
Schruppdrehmeißel Hoher Materialabtrag
Schlichtdrehmeißel Maß- und Oberflächenbearbeitung
Stechdrehmeißel Einstiche und Abstechen
Innendrehwerkzeug Innenflächen und Bohrungen ausdrehen
Gewindedrehmeißel Außen- und Innengewinde

Häufig verwendete Schneidstoffe sind HSS und Hartmetall. Wendeschneidplatten lassen sich nach Verschleiß wenden oder ersetzen. Werkzeugform, Schneidstoff und Spanbrecher müssen zum Werkstoff und zum Arbeitsgang passen.


Grundverfahren beim Drehen

Verfahren Werkzeugbewegung Ergebnis
Längsdrehen Parallel zur Drehachse Zylindrische Außenfläche
Plandrehen Quer zur Drehachse Ebene Stirnfläche
Kegeldrehen Schräg zur Drehachse Kegelfläche
Innendrehen Im Inneren des Werkstücks Zylindrische oder geformte Innenfläche
Einstechen und Abstechen Radial in das Werkstück Nut oder getrenntes Bauteil
Gewindedrehen Vorschub passend zur Gewindesteigung Außen- oder Innengewinde


Schnittwerte kompakt

Größe Zeichen Bedeutung
Schnittgeschwindigkeit vc Geschwindigkeit an der Schneide in m/min
Drehzahl n Umdrehungen pro Minute
Vorschub f Werkzeugweg pro Umdrehung in mm/U
Schnitttiefe ap Radiale Zustellung in mm

Drehzahlformel: n = (1000 · vc) / (π · d)

Bei d = 40 mm und vc = 25 m/min ergibt sich ungefähr n = 200 min−1. Verwende in der Praxis Tabellen, Werkzeugdaten, Maschinenangaben und betriebliche Erfahrungswerte. Bei gleicher Schnittgeschwindigkeit gilt: Je größer der Durchmesser, desto kleiner die Drehzahl.


Schruppen, Schlichten und Prüfen

Schruppen entfernt viel Material. Ein kleines Aufmaß bleibt stehen. Schlichten erzeugt Endmaß und geforderte Oberfläche. Gemessen wird nur bei stillstehender Maschine.

Prüfmittel Geeignet für
Messschieber Außen-, Innen- und Tiefenmaße
Bügelmessschraube Genaue Außendurchmesser
Grenzlehre Gut-/Ausschussprüfung
Oberflächenvergleich Vergleich der Rauheit


Arbeitsfolge: einfacher Absatzbolzen

  1. Zeichnung, Werkstoff und Rohmaß prüfen.
  2. Werkstück sicher spannen.
  3. Stirnfläche plandrehen und Bezug herstellen.
  4. Außendurchmesser schruppen.
  5. Absatzlänge und Schulter herstellen.
  6. Durchmesser und Länge schlichten.
  7. Kanten nach Zeichnung fasen.
  8. Maschine stoppen, Maße prüfen und Ergebnis dokumentieren.


Häufige Fehler und Abhilfe

Fehlerbild Mögliche Ursache Sinnvolle Prüfung
Rattermarken Zu große Auskragung, geringe Steifigkeit oder ungünstige Schnittwerte Spannung, Werkzeugüberstand und Schnittwerte prüfen
Raue Oberfläche Stumpfe Schneide, hoher Vorschub oder Aufbauschneide Schneide, Werkstoff und Kühlschmierung prüfen
Falscher Durchmesser Zustell- oder Messfehler Bezug, Skala, Messmittel und Temperatur prüfen
Konische Form Werkstück biegt sich oder Maschine ist nicht richtig ausgerichtet Spannung, Abstützung und Maschinenzustand prüfen
Ungünstige lange Späne Spanbildung passt nicht zu Werkstoff und Schnittwerten Spanbrecher, Vorschub und Werkzeugwahl prüfen


Von konventionell zu CNC

Bei der CNC-Drehmaschine werden Werkzeugwege programmiert. Die Z-Achse liegt in Richtung der Drehachse, die X-Achse beschreibt die radiale beziehungsweise durchmesserbezogene Bewegung. Sichere Werkstückspannung, Werkzeugauswahl, Nullpunkte, Simulation, Einzelsatz und kontrollierter Probelauf bleiben entscheidend.


Interaktive Aufgaben


Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Bewegung erzeugt beim klassischen Drehen die Schnittbewegung? (Das Werkstück rotiert) (!Das Werkzeug rotiert immer) (!Der Reitstock rotiert) (!Der Messschieber rotiert)




Welche Regel gilt an der offenen, laufenden Drehmaschine? (Keine Handschuhe tragen) (!Lose Ärmel tragen) (!Schmuck anbehalten) (!Späne mit der Hand entfernen)




Wie bewegt sich das Werkzeug beim Längsdrehen? (Parallel zur Drehachse) (!Senkrecht nach oben) (!Kreisförmig um den Reitstock) (!Ohne Vorschub)




Welche Fläche entsteht beim Plandrehen? (Eine ebene Stirnfläche) (!Eine Verzahnung) (!Eine rechteckige Tasche) (!Eine Schweißnaht)




Was muss vor dem Start mit dem Drehfutterschlüssel geschehen? (Er wird abgezogen) (!Er bleibt im Futter) (!Er wird am Werkstück befestigt) (!Er wird auf den Support gelegt)




Wie verändert sich die Drehzahl bei größerem Durchmesser und gleicher Schnittgeschwindigkeit? (Sie wird kleiner) (!Sie wird immer doppelt so groß) (!Sie bleibt zwingend gleich) (!Sie wird null)




Wo soll die Schneide eines üblichen Außendrehwerkzeugs eingestellt werden? (Auf Drehmitte) (!Auf die Maschinenhaube) (!Unter den Spänekasten) (!An die Leitspindel)




Wann wird ein Werkstück an der konventionellen Drehmaschine gemessen? (Bei stillstehender Maschine) (!Während das Futter schnell dreht) (!Während Späne fliegen) (!Nur bei geöffneter Schutzhaube im Lauf)




Welcher Arbeitsgang dient vor allem dem hohen Materialabtrag? (Schruppen) (!Schlichten) (!Messen) (!Reinigen)




Womit werden Späne nach dem Stillsetzen entfernt? (Mit Spänehaken und Handfeger) (!Mit der bloßen Hand) (!Mit einem losen Lappen am Futter) (!Mit dem Messschieber)





Memory

Werkstückrotation Schnittbewegung
Längsdrehen Zylinderfläche
Plandrehen Stirnfläche
Dreibackenfutter Rundmaterial
Reitstock Abstützung
Wendeschneidplatte Wechselbare Schneide
Messschraube Präziser Außendurchmesser
Spänehaken Spanentfernung





Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu. Arbeitsbereich
Werkstück sicher spannen Einrichten
Drehfutterschlüssel entfernen Startfreigabe
Drehzahl auswählen Schnittwerte
Schruppen Grobbearbeitung
Schlichten Feinbearbeitung
Messen bei Stillstand Qualitätsprüfung






Kreuzworträtsel

Drehfutter Welches Spannmittel hält häufig rundes Stangenmaterial?
Reitstock Welches Maschinenteil stützt lange Werkstücke ab?
Vorschub Wie heißt der Werkzeugweg pro Umdrehung?
Schlichten Wie heißt die Feinbearbeitung auf Endmaß?
Spanbrecher Welche Werkzeugform soll lange Späne verkürzen?
Messschraube Welches Prüfmittel misst Außendurchmesser besonders genau?





LearningApps


Lückentext

Vervollständige den Text.

Beim Drehen rotiert das

. Das fest eingespannte Werkzeug führt die

aus. Beim Längsdrehen bewegt sich das Werkzeug parallel zur

. Vor dem Start wird der Drehfutterschlüssel

. An der offenen laufenden Drehmaschine sind

verboten. Späne werden bei Stillstand mit einem

entfernt. Die Grobbearbeitung heißt

. Die Feinbearbeitung auf Endmaß heißt

. Für genaue Außendurchmesser eignet sich die

. Mit wachsendem Werkstückdurchmesser sinkt bei gleicher Schnittgeschwindigkeit die

.




Offene Aufgaben


Leicht

  1. Sicherheitsplakat: Gestalte ein übersichtliches Plakat mit sechs Regeln für die Drehmaschine.
  2. Maschinenaufbau: Fotografiere mit Erlaubnis eine stillgesetzte Maschine und beschrifte fünf Baugruppen.
  3. Werkzeugkarte: Erstelle Karten zu Schrupp-, Schlicht-, Stech- und Gewindedrehwerkzeug.
  4. Messprotokoll: Miss ein Übungsstück mehrfach und dokumentiere Messwert, Messmittel und Abweichung.


Standard

  1. Arbeitsplan: Plane die Fertigung eines Absatzbolzens von der Zeichnung bis zur Endkontrolle.
  2. Schnittwertberechnung: Berechne für drei Durchmesser passende Drehzahlen und begründe die Auswahl.
  3. Fehleranalyse: Untersuche ein Werkstück mit Rattermarken oder Maßfehlern und entwickle Abhilfen.
  4. Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video zum sicheren Einrichten, ohne die Maschine während der Aufnahme gefährlich zu bedienen.


Schwer

  1. Spannkonzept: Vergleiche Futterspannung, Spannung zwischen Spitzen und Spannzange für ein konkretes Bauteil.
  2. Fertigungsprojekt: Fertige unter Aufsicht ein rotationssymmetrisches Werkstück und dokumentiere jeden Prüfschritt.
  3. CNC-Übertragung: Übertrage eine konventionelle Arbeitsfolge in einen einfachen CNC-Ablauf mit X- und Z-Bewegungen.
  4. Nachhaltige Zerspanung: Entwickle ein Betriebskonzept für sortenreine Späne, sparsamen Kühlschmierstoffeinsatz und sichere Reinigung.




Text bearbeiten Bild einfügen Video einbetten Interaktive Aufgaben erstellen



Lernkontrolle

  1. Arbeitsablauf begründen: Erkläre für eine gegebene Zeichnung die Reihenfolge von Spannen, Planen, Schruppen, Schlichten und Prüfen.
  2. Gefährdung beurteilen: Analysiere eine dargestellte Arbeitssituation und leite sichere Maßnahmen ab.
  3. Schnittwerte übertragen: Berechne die Drehzahl für einen neuen Durchmesser und erkläre die Auswirkung auf den Prozess.
  4. Fehler beheben: Entwickle aus einem Fehlerbild mindestens zwei mögliche Ursachen und eine Prüfreihenfolge.
  5. Spannmittel auswählen: Wähle für drei unterschiedliche Werkstücke geeignete Spann- und Abstützmethoden.
  6. Qualitätsplan erstellen: Lege für einen Absatzbolzen Messstellen, Messmittel, Prüfzeitpunkte und Toleranzentscheidungen fest.




Lernnachweis

Für einen Lernnachweis sind wichtig:

  1. Du hältst die Sicherheitsregeln und die betriebliche Unterweisung ein.
  2. Du benennst Baugruppen und erklärst ihre Funktion.
  3. Du spannst Werkstück und Werkzeug unter Aufsicht fachgerecht.
  4. Du wählst Drehverfahren, Werkzeug und Schnittwerte begründet aus.
  5. Du führst eine einfache Arbeitsfolge planvoll durch.
  6. Du misst nur bei Stillstand und wählst passende Prüfmittel.
  7. Du bewertest Maß, Form und Oberfläche.
  8. Du dokumentierst Abweichungen und Verbesserungen nachvollziehbar.




OERs zum Thema

Wikimedia Commons: Metalworking lathes

BGHM: Arbeitsschutz kompakt – Drehmaschinen



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