Metall drehen - Handwerk


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
- Arbeitssicherheit: Du erkennst Einzugs-, Span- und Quetschgefahren.
- Drehmaschine: Du benennst die wichtigsten Baugruppen.
- Drehverfahren: Du unterscheidest Längs-, Plan-, Innen- und Gewindedrehen.
- Schnittgeschwindigkeit: Du wählst Drehzahl, Vorschub und Schnitttiefe passend aus.
- 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
- Technische Zeichnung prüfen und Bezugskante festlegen.
- Spannflächen und Spannbacken reinigen.
- Werkstück mit möglichst kurzem Überstand sicher spannen.
- Drehfutterschlüssel sofort entfernen und Schutz schließen.
- Werkzeug kurz und steif spannen; Schneide auf Drehmitte einstellen.
- Drehzahl, Vorschub und Schnitttiefe festlegen.
- Freigang bei stillgesetzter Maschine prüfen.
- 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
- Zeichnung, Werkstoff und Rohmaß prüfen.
- Werkstück sicher spannen.
- Stirnfläche plandrehen und Bezug herstellen.
- Außendurchmesser schruppen.
- Absatzlänge und Schulter herstellen.
- Durchmesser und Länge schlichten.
- Kanten nach Zeichnung fasen.
- 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? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Sicherheitsplakat: Gestalte ein übersichtliches Plakat mit sechs Regeln für die Drehmaschine.
- Maschinenaufbau: Fotografiere mit Erlaubnis eine stillgesetzte Maschine und beschrifte fünf Baugruppen.
- Werkzeugkarte: Erstelle Karten zu Schrupp-, Schlicht-, Stech- und Gewindedrehwerkzeug.
- Messprotokoll: Miss ein Übungsstück mehrfach und dokumentiere Messwert, Messmittel und Abweichung.
Standard
- Arbeitsplan: Plane die Fertigung eines Absatzbolzens von der Zeichnung bis zur Endkontrolle.
- Schnittwertberechnung: Berechne für drei Durchmesser passende Drehzahlen und begründe die Auswahl.
- Fehleranalyse: Untersuche ein Werkstück mit Rattermarken oder Maßfehlern und entwickle Abhilfen.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video zum sicheren Einrichten, ohne die Maschine während der Aufnahme gefährlich zu bedienen.
Schwer
- Spannkonzept: Vergleiche Futterspannung, Spannung zwischen Spitzen und Spannzange für ein konkretes Bauteil.
- Fertigungsprojekt: Fertige unter Aufsicht ein rotationssymmetrisches Werkstück und dokumentiere jeden Prüfschritt.
- CNC-Übertragung: Übertrage eine konventionelle Arbeitsfolge in einen einfachen CNC-Ablauf mit X- und Z-Bewegungen.
- Nachhaltige Zerspanung: Entwickle ein Betriebskonzept für sortenreine Späne, sparsamen Kühlschmierstoffeinsatz und sichere Reinigung.


Lernkontrolle
- Arbeitsablauf begründen: Erkläre für eine gegebene Zeichnung die Reihenfolge von Spannen, Planen, Schruppen, Schlichten und Prüfen.
- Gefährdung beurteilen: Analysiere eine dargestellte Arbeitssituation und leite sichere Maßnahmen ab.
- Schnittwerte übertragen: Berechne die Drehzahl für einen neuen Durchmesser und erkläre die Auswirkung auf den Prozess.
- Fehler beheben: Entwickle aus einem Fehlerbild mindestens zwei mögliche Ursachen und eine Prüfreihenfolge.
- Spannmittel auswählen: Wähle für drei unterschiedliche Werkstücke geeignete Spann- und Abstützmethoden.
- Qualitätsplan erstellen: Lege für einen Absatzbolzen Messstellen, Messmittel, Prüfzeitpunkte und Toleranzentscheidungen fest.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis sind wichtig:
- Du hältst die Sicherheitsregeln und die betriebliche Unterweisung ein.
- Du benennst Baugruppen und erklärst ihre Funktion.
- Du spannst Werkstück und Werkzeug unter Aufsicht fachgerecht.
- Du wählst Drehverfahren, Werkzeug und Schnittwerte begründet aus.
- Du führst eine einfache Arbeitsfolge planvoll durch.
- Du misst nur bei Stillstand und wählst passende Prüfmittel.
- Du bewertest Maß, Form und Oberfläche.
- Du dokumentierst Abweichungen und Verbesserungen nachvollziehbar.
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