Alle Maschinen aus der Rubrik Hartdrehmaschine

Funktionsweise einer Hartdrehmaschine

Die Hartdrehmaschine ist eine hochpräzise Werkzeugmaschine, die speziell für die Bearbeitung gehärteter Stähle mit einer Härte von über 45 HRC ausgelegt ist. Sie stellt eine wirtschaftliche Alternative zur Schleifbearbeitung dar, da sie bei vergleichbarer Oberflächengüte kürzere Bearbeitungszeiten und geringere Rüstkosten ermöglicht. Eingesetzt wird sie vor allem zur Endbearbeitung von gehärteten Werkstücken in einem einzigen Bearbeitungsschritt – also ohne nachgelagerte Prozesse wie das Schleifen.

Aufbau einer Hartdrehmaschine

Eine Hartdrehmaschine besteht aus besonders stabilen und präzise gefertigten Komponenten. Das Maschinenbett sorgt für die notwendige Steifigkeit und Dämpfung. Der Spindelstock mit Hochpräzisionsspindel ermöglicht das rotierende Einspannen des Werkstücks. Der Werkzeugrevolver oder ein Werkzeugträger nimmt speziell gehärtete Schneidwerkzeuge auf. Linearführungen und Kugelrollspindeln garantieren exakte Bewegungen der Achsen. CNC-Steuerungen mit hochauflösenden Messsystemen regeln den Prozess in Echtzeit. Zusätzlich gehören Kühlschmierstoffsysteme und in vielen Fällen auch Automatisierungslösungen wie Werkstückwechsler zur Ausstattung.

Fertigung mit der Hartdrehmaschine

Der Bearbeitungsvorgang auf einer Hartdrehmaschine erfolgt meist unter Einsatz hochfester Schneidstoffe wie CBN (kubisches Bornitrid) oder keramischer Schneidstoffe. Diese sind in der Lage, die hohe Härte des Werkstückmaterials zu durchdringen und gleichzeitig eine sehr hohe Form- und Maßgenauigkeit zu gewährleisten. Typisch ist der Einsatz extrem steifer Maschinenkomponenten und vibrationsarmer Bauweisen, um die notwendige Prozessstabilität zu sichern. Die Maschinen sind meist mit modernen Steuerungen ausgestattet, die hochpräzise Achsbewegungen und eine automatische Anpassung der Bearbeitungsparameter ermöglichen.

Beim Hartdrehen rotiert das Werkstück mit hoher Geschwindigkeit, während das Werkzeug entlang definierter Bahnen geführt wird. Dabei entsteht der Span, durch den das Material formgebend abgetragen wird. Trotz der hohen Materialhärte sind Spanabnahme und Vorschub beim Hartdrehen wesentlich effizienter als beim Schleifen. Auch komplexe Geometrien lassen sich so in einer Aufspannung realisieren. Der Trend geht zur Komplettbearbeitung auf einer einzigen Maschine, was nicht nur Kosten, sondern auch Platz und Energie spart.

Hartdrehmaschinen sind ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Fertigungslinien in der Automobil-, Wälzlager- und Hydraulikindustrie, wenn es um die präzise Endbearbeitung von gehärteten Komponenten geht.

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Hartdrehen englisch: hard turning

Vorteile des Hartdrehens

Das Hartdrehen ersetzt häufig das Schleifen und ermöglicht eine wirtschaftliche Komplettbearbeitung in einer Aufspannung. Die Bearbeitungszeiten sind kürzer, und es entstehen geringere Werkzeug- und Rüstkosten. Zudem lassen sich komplexe Geometrien flexibel bearbeiten. Weitere Vorteile sind die trockene Bearbeitung und die geringere Umweltbelastung.

Nachteile des Hartdrehens

Nachteile sind die hohen Anforderungen an Maschinensteifigkeit und Werkzeugqualität sowie begrenzte Möglichkeiten bei extrem kleinen Toleranzen oder spiegelglatten Oberflächen. Auch der Werkzeugverschleiß ist bei falscher Parameterauswahl hoch. Für optimale Ergebnisse ist Know-how in der Prozessauslegung unerlässlich.

Genauigkeit und Oberflächengüte

Mit einer Hartdrehmaschine lassen sich Oberflächengüten von bis zu Ra 0,2 µm erreichen, was der Qualität geschliffener Flächen entspricht. Bei optimal abgestimmten Bearbeitungsparametern, hochwertigen CBN-Werkzeugen und vibrationsarmer Maschinenkonstruktion sind sogar Rz-Werte unter 1 µm möglich. Entscheidend für die erreichte Qualität sind Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Zustellung und Werkzeuggeometrie. Durch gezielte Prozessführung kann nicht nur eine hohe Maßhaltigkeit, sondern auch eine feine, gleichmäßige Oberfläche erzielt werden, die oft ohne zusätzliche Nachbearbeitung direkt funktionsfähig ist. Besonders vorteilhaft ist dies bei der Endbearbeitung gehärteter Lager- und Dichtflächen.

Anwendung in der industriellen Metallbearbeitung

Hartdrehmaschinen finden vor allem dort Anwendung, wo gehärtete Bauteile präzise bearbeitet werden müssen. Typische Branchen sind die Automobilindustrie, der Maschinenbau, die Luft- und Raumfahrttechnik sowie die Wälzlager- und Hydraulikindustrie. Auch in der Medizintechnik und bei der Herstellung von Werkzeugformen wird Hartdrehen eingesetzt.

Typische Werkstücke, die auf einer Hartdrehmaschine gefertigt oder endbearbeitet werden, sind:

• Getriebewellen
• Zahnräder
• Wälzlagerringe
• Ventilteile
• Spindelgehäuse
• Einspritzkomponenten
• Bremsscheiben
• Buchsen
• Kolbenstangen
• Spannfutterkomponenten

Durch die hohe Präzision des Hartdrehens lassen sich enge Toleranzen und feine Oberflächenqualitäten realisieren.

Werkzeuge für eine Hartdrehmaschine

Für das Hartdrehen werden hochfeste, verschleißresistente Werkzeuge benötigt. Am häufigsten kommen Wendeschneidplatten aus CBN (kubisches Bornitrid) zum Einsatz. Weitere typische Werkzeuge sind:

• Keramik-Wendeschneidplatten
• Hartmetallwerkzeuge mit spezieller Beschichtung
• Multicut-Werkzeuge
• Innenbearbeitungswerkzeuge
• Stechwerkzeuge
• Formdrehwerkzeuge
• Schnellwechselhalter
• Werkzeughalter mit Kühlmittelzufuhr
• Feinbearbeitungswerkzeuge
• Kombinationswerkzeuge für Außen- und Innenbearbeitung

Diese Werkzeuge ermöglichen eine hohe Standzeit und die Erzielung feiner Oberflächen.

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Zubehör und Betriebsmittel für eine Hartdrehmaschine

Für den Betrieb einer Hartdrehmaschine ist einiges Zubehör erforderlich. Dazu zählen Spannmittel wie Präzisionsspannfutter, Werkzeughalter und Wechselsysteme. Ein leistungsfähiges Kühlschmierstoffsystem ist nötig, um Hitze und Späne effizient abzuführen. Ebenso wichtig sind Messsysteme zur Prozesskontrolle sowie eventuell automatische Beladeeinheiten bei Serienfertigung. Als Betriebsmittel werden hochwertige Schmierstoffe, Hydrauliköl und Kühlmittel benötigt, die speziell für Hochpräzisionsmaschinen geeignet sind.

Führende Hersteller für Hartdrehmaschinen

In unserer Herstellerliste finden Sie Unternehmen, die Hartdrehmaschinen für die Metallbearbeitung herstellen.

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Auswahl der passenden Hartdrehmaschine

Möchten Sie eine Hartdrehmaschine kaufen, sind mehrere wichtige Merkmale und Spezifikationen zu berücksichtigen.

• Zunächst ist auf die maximale Werkstückgröße sowie auf die Achskonfiguration und Führungsart zu achten – Linearführungen bieten z. B. höhere Dynamik.
• Die Spindelleistung und die Drehzahl sind entscheidend für die Materialabtragung.
• Wichtig ist auch die Maschinensteifigkeit, um Vibrationen zu vermeiden und eine gleichmäßige Oberflächenqualität zu sichern.
• CNC-Steuerungen mit hochauflösenden Wegmesssystemen sorgen für reproduzierbare Präzision.
• Die Maschine sollte über ein effizientes Kühlschmiersystem sowie geeignete Schnittstellen für Automatisierung und Messtechnik verfügen.
• Optional sind integrierte Messsysteme oder Schleifaggregate für Kombibearbeitungen sinnvoll.
• Auch die Verfügbarkeit von Service und Ersatzteilen spielt bei der Investitionsentscheidung eine große Rolle.

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Andere Arten von Drehmaschinen finden Sie in unserer Rubrik „Drehen“.

Hinweis

Diese Seite beantwortet unter anderem folgende Fragen:

• Was versteht man unter Hartdrehen?
• Was ist die Definition von Hartdrehen?
• Für welchen Zweck findet das Hartdrehen Anwendung?
• Welche Genauigkeit kann ich mit Hartdrehen erreichen?
• Welche Oberflächengüte kann ich mit Hartdrehen erreichen?
• Welche Nachteile hat das Hartdrehen?
• Wer sind die Hersteller von Hartdrehmaschinen?
• Welche Arten von Drehmaschinen gibt es?
• Wie heißt Hartdrehen auf Englisch?