Inhaltsverzeichnis
Werkzeugmaschine
Grundlagen
Was ist eine Werkzeugmaschine?
Eine Werkzeugmaschine ist eine Maschine zur mechanischen Bearbeitung von Metall oder anderen starren Materialien. Die Energie für den Bearbeitungsvorgang kommt von der Maschine, nicht vom Menschen.
Typische Bearbeitungsverfahren sind Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen, Schneiden oder Umformen.
Eine Werkzeugmaschine dient dazu, ein bestimmtes Bearbeitungsverfahren auszuführen – manuell, halbautomatisch oder CNC-gesteuert.
Wo werden Werkzeugmaschinen eingesetzt?
Werkzeugmaschinen sind in fast allen Bereichen der industriellen Wertschöpfung unverzichtbar. Sie sind überall dort im Einsatz, wo Bauteile präzise gefertigt, bearbeitet oder modifiziert werden müssen, zum Beispiel
in der Industrie & Produktion (Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Formen- und Werkzeugbau u.a.)
im Handwerk (Schlossereien, Metallbau, Feinmechanik u.a.)
Welche Vorteile bieten Werkzeugmaschinen?
- Hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit
- Hohe Produktivität durch automatisierte Abläufe
- Bearbeitung komplexer Formen (besonders mit CNC)
- Gute Oberflächenqualität
- Hohe Materialvielfalt bearbeitbar (Metall, Kunststoff, Holz, Keramik usw.)
- Reduzierte Stückkosten bei Serienfertigung
- Geringer Personalaufwand durch Automatisierung
- Konstante Qualität der produzierten Teile
Bei allen Vorteilen sollte man aber auch mögliche "Nachteile" bedenken, wie etwa:
- Hohe Anschaffungskosten
- Wartungs- und Instandhaltungskosten
- Notwendigkeit qualifizierter Bediener (Programmierung, Rüsten)
- Platzbedarf in der Werkhalle
- Komplexität moderner CNC-Systeme
Werkzeugmaschine versus Bearbeitungszentrum
Der Begriff "Werkzeugmaschine" ist ein Oberbegriff für alle Maschinen zur Werkstückbearbeitung. Ein Bearbeitungszentrum ist eine mehrachsige NC-fähige Werkzeugmaschine, die sich für die Komplettbearbeitung eignet, also die Funktionen von Drehmaschine, Fräsmaschine und Bohrmaschine umfasst.
Einsatzgebiete einer Werkzeugmaschine:
- Konventionelles Drehen oder Fräsen
- Einzelstückfertigung
- Lehrwerkstätten, Prototypenbau
- Anwendungen, bei denen geringe Investition entscheidend ist
Einsatzgebiete eines Bearbeitungszentrums:
- Serienfertigung
- Präzise, komplexe Konturen
- Werkzeug- und Formenbau
- Hohe Prozesssicherheit und kurze Stückzeiten
Fazit
- Jedes Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine, aber nicht jede Werkzeugmaschine ist ein Bearbeitungszentrum.
- Das Bearbeitungszentrum ist die moderne, automatisierte Premium-Variante, die besonders effizient, präzise und vielseitig arbeitet.
- Der entscheidende Unterschied liegt im Automatisierungsgrad, im Werkzeugwechsel, in der Multifunktionalität und in den Einsatzmöglichkeiten.
Fragen und Antworten zu Bearbeitungszentren
Eine Werkzeugmaschine ist eine Maschine zur Bearbeitung von Metall oder anderen starren Materialien, üblicherweise durch Fräsen, Bohren, Schneiden, Schleifen, Scheren oder andere Formen der Verformung.
Was ist eine Werkzeugmaschine? Einsatz und Vorteile chevron_rightEine Fräsmaschine entfernt Material von einem Werkstück, indem sie ein Schneidwerkzeug (Fräser) dreht und in das Werkstück hinein bewegt.
Was ist eine Fräsmaschine? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightEin Bearbeitungszentrum (BAZ), auch Fertigungszentrum genannt, ist eine mehrachsige NC-fähige Werkzeugmaschine, die sich für die Komplettbearbeitung eignet, also die Funktionen von Drehmaschine, Fräsmaschine und Bohrmaschine umfasst. Außerdem verfügt sie über einen automatischen Werkzeugwechsel.
Was ist ein Bearbeitungszentrum? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightEs gibt verschiedene Arten von Bearbeitungszentren, die sich entweder nach ihrer Spindelposition (horizontal oder vertikal), der Anzahl der Achsen (z. B. 3- bis 5-Achsen) und ihrer Bauform (z. B. Fahrständer- oder Portalbearbeitungszentren) unterscheiden.
Was ist ein Bearbeitungszentrum? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightJa, durch optional schnell drehende Rundtische (stehend oder liegend; A- bzw. C-Achse) und eine neben der Arbeitsspindel angebrachte Drehstahlhalterung für die Aufnahme von Capto-Drehwerkzeugen.
Der Unterschied liegt im Verfahrweg der Y-Achse, der angestrebten Fräsleistung, in Größe und Abstand der Führungsbahnen.
Auch die bewegten Massen des Gussfahrständers steigen mit der Baugröße an, was der besseren Dämpfungseigenschaft zu Gute kommt.
Die Lieferzeiten liegen bei mehreren Monaten. Letztendlich hängt es vom Einzelfall ab - bei Sonderanfertigungen sind die Lieferzeiten natürlich länger, als bei einfachen 3-Achs-Maschinen.
Nein, wir konstruieren und fertigen jede Maschine individuell nach Auftrag.
Jede Maschine wird bei AXA individuell konstruiert und gefertigt, so dass unterschiedliche Kundenwünsche berücksichtigt werden. Das kann zu leicht abweichenden Optik führen - spätestens, wenn die Maschinen farbig lackiert werden.
Standardmäßig sind unsere Maschinen mit Flachführungen ausgestattet. Optional bieten wir auch Linearwälzführungen an.
AXA konstruiert und produziert ausschließlich im Stammwerk in Schöppingen / Westmünsterland.
Ein Bearbeitungszentrum (BAZ) ist eine Werkzeugmaschine, die die Funktionen einer Dreh-, Fräs- und Bohrmaschine vereint. Es ist auch als Fertigungszentrum bekannt.
Was ist ein Bearbeitungszentrum? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightGrundsätzlich gibt es zwei Typen von Bearbeitungszentren: Bei einem vertikalen BAZ ist die Spindel senkrecht zum Boden montiert und bearbeitet das Werkstück von oben. Im Gegenzug dazu kann die Werkzeugspindel bei einem horizontalen BAZ zusätzlich eine horizontale Stellung einnehmen.
Was ist ein Bearbeitungszentrum? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightEin Bearbeitungszentrum besteht aus einem Maschinenbett, Führungen, Maschinentisch, Kreuzschlitten, Hauptspindel, Werkzeugwechsler und optional vielen weiteren Elementen wie Rundtisch, Spanntechnik etc.
Das Maschinenbett ist die Basis einer Werkzeugmaschine, auf welcher die Führung von Werkzeugschlitten und Maschinentisch aufgebaut ist.
Als Umhausung bezeichnet man bei einer Werkzeugmaschine eine Schutzverkleidung, die sowohl die Maschine als auch Mitarbeiter vor Gefahren und Lärm schützt.
Beim Drehen wird üblicherweise Emulsion zur Kühlung eingesetzt. Bei hohen Drehzahlen und Verwendung von Hochdruckpumpen kann der Kühlschmierstoff recht stark zerstäubt werden. Es entsteht eine starke Vernebelung, wodurch der Einsatz einer Absaugung notwendig wird.
Um die Bewegungsrichtung an CNC-Maschinen festzulegen, sind für die Hauptverfahrwege der Maschinen sogenannte Koordinatenachsen festgelegt. Das sind die X-, Y- und Z-Achsen.
Bei Werkzeugmaschinen ist die X-Achse die horizontale Achse, die für seitliche Bewegungen nach links und rechts verantwortlich ist.
Die Y-Achse ist bei Werkzeugmaschinen eine der Hauptachsen, die eine horizontale, senkrecht zur X-Achse verlaufende Bewegung ermöglicht. Sie wird verwendet, um das Werkstück oder das Werkzeug in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu bewegen.
Die Z-Achse ist bei CNC-Werkzeugmaschinen die vertikale Achse. Sie steuert die Auf- und Abbewegung des Werkzeugs oder des Werkstücks während des Bearbeitungsvorgangs.
Bei Werkzeugmaschinen gibt es verschiedene Arten von Führungen, darunter Linearführungen, Flachführungen, Rollenführungen, Kugelführungen und Gleitführungen. Die Wahl der Führung hängt von der Anwendung und den Anforderungen ab.
Eine Linearführung ist eine Kombination aus einer Führungsschiene und einem Schlitten, der sich auf dieser Schiene bewegt. Für den Schlitten ist ausschließlich eine präzise lineare Bewegung entlang der Schiene möglich (-> hohe Positioniergenauigkeit).
Unter Wälzführungen versteht man ganz allgemein alle Arten von Linearführungen. Eine Wälzführung ist eine technische Führung, bei der Wälzkörper zur Verringerung der Reibung zwischen den verschiedenen Komponenten bzw. Führungselementen verwendet werden.
Ein Kugelgewindetrieb (KGT), auch Kugelumlaufspindel, ist ein Schraubgetriebe, bei dem eingefügte Kugeln die Kraft zwischen Schraube und Mutter übertragen und Drehbewegungen in Längsbewegungen umwandeln.
Die 3-Seiten-Bearbeitung bezeichnet eine Technik, bei der ein Werkstück in einer Aufspannung von drei Seiten bearbeitet wird.
Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_rightDie 3-Achsen-Bearbeitung ist eine der am häufigsten verwendeten Techniken zur Herstellung mechanischer Teile. Die Achsen X, Y und Z werden kontinuierlich gleichzeitig bewegt.
Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_right5-Seiten-Bearbeitung bedeutet, dass ein Werkstück von fünf Seiten in einem Arbeitsgang bearbeitet wird.
Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_rightDie 5-Achsen-Bearbeitung ist ein Verfahren, bei dem Werkstücke von verschiedenen Winkeln aus bearbeitet werden können. Dabei werden drei lineare Achsen (X, Y, Z) und zwei rotierende Achsen (A und B) genutzt, um das Werkzeug in jede beliebige Position zu bringen.
Unterschied zwischen Mehr-Achs- und Mehr-Seiten-Bearbeitung chevron_rightDer Z-Hub liegt bei jeweils 900 mm bis max. 1100 mm.
Ein Fahrständer-Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine in Fahrständer Bauweise, mit feststehendem Arbeitstisch und einem Fahrständer, der die Bewegungen der Achsen X, Y und Z durchführt.
Ein Portal-Bearbeitungszentrum ist eine Werkzeugmaschine mit Doppelständerstruktur. Das Portal bezieht sich auf die Spindel, die über dem Arbeitstisch hängt, um Bearbeitungsprozesse durchzuführen.
Vertikales Horizontal Centrum
Doppel-Bearbeitungs-Zentrum
Vertikales Compact Centrum
Vertikales Starrbett Centrum
Vertikales Portal Centrum
Portal Fräs Zentrum
Universal Portal Fräs Zentrum
Die VCC ist mit einem Verfahrweg von X = 750 mm und einer sehr geringen Stellfläche unsere kleinste Maschine und optimal für kleine Werkstücke.
Die AXA DBZ ist speziell für die Bearbeitung im Pendelbetrieb konstruiert. Grundsätzlich sind jedoch auch die Modelle VSC und VHC im Pendelbetrieb einsetzbar.
Die VPC ist mit einer Vertikalspindel ausgestattet, die VPC U mit einer Schwenkspindel.
Nein, Pendelbetrieb ist bei AXA nur mit Fahrständermaschinen möglich.
Ja, dadurch dass das Werkzeugmagazin außerhalb des Arbeitsraums liegt und nicht mit dem Fahrständer mitfährt, kann es gefahrlos auch während der Bearbeitung bestückt werden. Man nennt es auch "Hauptzeitparalleles Rüsten".
Bis zu einem gewissen Rahmen, der aber konstruktiv geprüft werden muss, kann AXA die Werkzeuglängen und die Werkzeugdurchmesser flexibel gestalten. So wurden bereits Werkzeuglängen bis 650 mm realisiert.
Beim Fräsen rotiert das Werkzeug, während das Werkstück meist fest eingespannt ist. Beim Drehen rotiert dagegen das Werkstück.
Was ist eine Drehmaschine? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightEine CNC-Fräsmaschine ist eine computergesteuerte Werkzeugmaschine, die hochpräzise und automatisierte Bearbeitungsprozesse ermöglicht.
Was ist eine Fräsmaschine? Arten, Einsatz & Vorteile chevron_rightBearbeitungszentren sind besonders wirtschaftlich, wenn mehrere Fertigungsschritte kombiniert werden oder komplexe Bauteile hergestellt werden sollen.
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