Die Wahl des falschen Werkzeughalters für eine CNC-Drehmaschine kann zu einem Engpass in Ihrer gesamten Produktion führen. Entweder verschwenden Sie Zeit mit ständigen manuellen Werkzeugwechseln oder Sie haben zu viel Geld für ein komplexes System ausgegeben, das Sie nicht brauchen.

Für einfache, einmalige Arbeiten an kleinen Teilen ist ein einzelner Werkzeughalter ausreichend. Für alle Arbeiten, die mehrere Werkzeuge oder Prozesse erfordern, ist ein rotierender Werkzeughalter wie ein Revolver oder ein Mehrfachwerkzeugsystem unerlässlich, um die Effizienz zu steigern und eine Automatisierung zu ermöglichen.

Viele Hersteller tun sich mit dieser Entscheidung schwer. Sie kaufen eine einfache Drehmaschine, um Geld zu sparen, und verbringen dann Stunden am Tag damit, die Maschine anzuhalten, um die Werkzeuge von Hand zu wechseln. Auf der anderen Seite kaufen manche ein riesiges Dreh-Fräszentrum, obwohl sie nur einfache Stifte herstellen. Das Werkzeugsystem ist das Herzstück der Produktivität einer CNC-Drehmaschine. Es bestimmt, welche Art von Arbeit Sie erledigen können und wie schnell Sie sie erledigen können. Bei der Entscheidung geht es nicht nur darum, ob man ein oder mehrere Werkzeuge benötigt; es geht darum, die Fähigkeiten der Maschine direkt auf die Teile abzustimmen, die man herstellen muss.

Welche Werkzeugsäule können Sie wählen, wenn mehr Werkzeuge benötigt werden?

Ihre Aufgaben werden immer komplexer, und ein einziges Werkzeug reicht nicht mehr aus. Sie sind es leid, die Maschine für jeden einzelnen Vorgang anzuhalten, und wissen, dass es einen effizienteren Weg geben muss.

Wenn Sie mehr Werkzeuge benötigen, können Sie zwischen einem Rotationsrevolver, einem Mehrfachwerkzeugschlitten oder einem angetriebenen Revolver wählen. Jedes System kann mehrere Werkzeuge aufnehmen und ist für unterschiedliche Komplexitätsgrade, Geschwindigkeiten und Produktionsvolumina ausgelegt.

Heute sind die Optionen viel fortschrittlicher, und jede löst ein anderes Problem. Sie bewegen sich über die Welt des "ein Werkzeug nach dem anderen" hinaus. Der nächste Schritt ist die Auswahl des richtigen Multi-Tool-System¹. Ein Mehrfach-Werkzeugschlitten ermöglicht einen blitzschnellen Werkzeugwechsel bei kleinen Teilen. Ein Standard-Rotationsrevolver ist das vielseitige Arbeitspferd, das 8-12 Werkzeuge für eine Vielzahl von Aufgaben aufnehmen kann. A Kraftrevolver² ist der ultimative Problemlöser, der Ihre Drehmaschine in eine Multifunktionsmaschine verwandelt. Ihre Wahl wird die Möglichkeiten Ihrer Werkstatt bestimmen.

Multi-Tool-Systeme im Vergleich

Die drei Hauptoptionen für die Aufnahme mehrerer Werkzeuge haben jeweils einen klaren Zweck. Ein Mehrfachwerkzeugsystem ordnet 4-8 Werkzeuge in einer Reihe auf dem Querschlitten an. Es ist unglaublich schnell, weil es nur die X- und Z-Achsen bewegt, um die Werkzeuge zu wechseln - keine Indexierungszeit. Das macht es perfekt für die Großserienproduktion kleiner, einfacher Teile. Ein Standard-Drehrevolver ist die häufigste Wahl. Er fasst 8-12 Werkzeuge und indexiert sie in die richtige Position. Er ist flexibler und eignet sich für längere Arbeiten, die einen Reitstock erfordern. Um noch mehr Möglichkeiten zu haben, montieren einige Werkstätten Gangplatten auf Revolverstationen, wodurch ein Hybridsystem entsteht. Der angetriebene Revolver oder Revolver mit angetriebenen Werkzeugen sieht ähnlich aus wie ein Standardrevolver, verfügt aber zusätzlich über einen Motor zum Antrieb rotierender Werkzeuge. Auf diese Weise können Sie an der Stirnseite oder an der Seite eines Teils fräsen, bohren und gewindeschneiden und so mehrere Arbeitsgänge in einer Einrichtung kombinieren.

Werkzeugbau-System	Typische Werkzeuganzahl	Am besten für...	Hauptmerkmal
Gang-Werkzeuge	4 - 8	Kleine Teile, hohe Stückzahlen, geschwindigkeitskritische Aufträge.	Schnellster Werkzeugwechsel (lineare Bewegung).
Drehbarer Revolverkopf	8 - 12	Allgemeiner Zweck, mittlere Komplexität, vielfältige Aufgaben.	Vielseitigkeit und gute Werkzeugkapazität.
Kraftrevolver	8 - 12+	Komplexe Teile, die gefräst, gebohrt und gedreht werden müssen.	Kombiniert Arbeitsgänge (Dreh-Fräs-Fähigkeit).

Wann sollten Sie sich für Gang Tooling und nicht für einen Rotationsrevolver entscheiden?

Sie wollen so schnell wie möglich Tausende von Kleinteilen herstellen. Sie haben gehört, dass Gang-Werkzeuge schnell sind, aber Sie sind sich nicht sicher, ob es richtig ist, auf die Flexibilität eines Revolvers zu verzichten.

Entscheiden Sie sich für ein Gangwerkzeug, wenn Ihre oberste Priorität die absolut kürzeste Zykluszeit bei kleinen Durchmessern und kurzen Teilen ist. Der sofortige, lineare Werkzeugwechsel ist viel schneller als die Indexierbewegung eines Revolvers und damit ideal für die Großserienproduktion.

Die Schönheit der Stangenwerkzeuge³ ist seine Einfachheit und Schnelligkeit. Ein Kunde, der Tausende von kleinen Aluminium-Abstandshaltern herstellte, kam zu uns. Ihr Revolverdrehbank⁴ verbrachte fast so viel Zeit mit dem Indexieren wie mit dem Schneiden. Wir wechselten zu einer Drehbank mit mehreren Werkzeugen, und die Zykluszeit sank um fast 40%. Da die Werkzeuge einfach auf dem Schlitten aufgereiht sind, ist ein Werkzeugwechsel nur eine schnelle Bewegung der X-Z-Achse. Es gibt keinen Revolver, der entriegelt, gedreht und verriegelt werden muss. Das macht ihn unschlagbar für einfache, hochvolumige Arbeiten. Der Nachteil ist, dass Sie nur eine begrenzte Anzahl von Werkzeugen zur Verfügung haben und die Einrichtung mit einem Reitstock kollidieren kann, so dass sie nicht für lange, schlanke Teile geeignet ist. Ein Revolver ist die vielseitigere Wahl, aber wenn es um die reine Geschwindigkeit bei der Bearbeitung des richtigen Teils geht, gibt es nichts Besseres als einen Werkzeugsatz.

Der Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Flexibilität

Die Entscheidung zwischen einem Mehrfachwerkzeug und einem Rotationsrevolver ist ein klassischer Kampf zwischen Spezialisierung und Generalisierung. Gang Tooling ist ein Spezialist. Sie sind für eine Sache konzipiert: ein bestimmtes kleines Teil so schnell wie möglich herzustellen. Durch den Wegfall der rotierenden Indexierungszeit können Sie entscheidende Sekunden Ihrer Zykluszeit einsparen. Bei einer Auflage von 100.000 Teilen summieren sich diese Sekunden zu enormen Kosteneinsparungen. Außerdem ist er für seine Größe sehr steif, da die Werkzeuge direkt auf dem Querschlitten montiert sind. Allerdings ist er auch unflexibel. Die Anzahl der Werkzeuge ist durch die physische Länge des Schlittens begrenzt, und er eignet sich schlecht für Teile, die viele verschiedene Bearbeitungen oder Unterstützung durch einen Reitstock erfordern. Ein Drehrevolver ist ein Generalist. Er ist langsamer beim Werkzeugwechsel, kann aber mehr Werkzeuge aufnehmen und lässt sich für eine große Vielfalt von kurzen und langen Arbeiten konfigurieren. Er ist die sichere und flexible Wahl für eine Werkstatt mit ungewissem Arbeitsanfall.

Welches Werkzeugsystem bietet die beste Steifigkeit für schwere Zerspanung und enge Toleranzen?

Sie nehmen Aufträge an, die schwere Schruppschnitte in zähen Materialien erfordern. Sie müssen enge Toleranzen einhalten, aber es treten Rattergeräusche und Vibrationen auf, und Sie vermuten, dass Ihr Werkzeughalter die Schwachstelle ist.

Für höchste Präzision und Steifigkeit bei kleinen Werkstücken sind Bandwerkzeuge aufgrund ihrer einfachen, direkten Bauweise oft überlegen. Für schwere Schrupparbeiten an größeren, komplexeren Teilen bietet ein robustes Revolversystem die erforderliche Masse und Stabilität.

Steifigkeit ist das A und O, wenn man eine Maschine hart rannimmt. Die Antwort auf die Frage, welches System steifer ist, hängt von der Aufgabe ab. Für Arbeiten mit engen Toleranzen an kleineren Teilen sind Mehrfachwerkzeuge die beste Wahl. Da es weniger bewegliche Teile, keinen Indexierungsmechanismus und kürzere Werkzeugauskragungen hat, gibt es weniger Möglichkeiten, dass sich Spiel oder Vibrationen einschleichen. Die Struktur ist einfach und solide. Wenn Sie jedoch bei einem größeren Teil eine Menge Material abtragen müssen, ist die schiere Masse eines großen Werkzeugs Drehturm⁵ und die robuste Maschine, an der er befestigt ist, sorgt für bessere Stabilität. Das große, schwere Gussteil des Revolvers dämpft Vibrationen bei schweren Schnitten in einer Weise, wie es ein kleineres Mehrfachwerkzeugsystem nicht kann. Es geht darum, die richtige Art von Steifigkeit für die richtige Art von Arbeit zu finden.

Verstehen der Ursachen von Starrheit

Die Steifigkeit eines Werkzeugsystems ergibt sich aus der Minimierung der Anzahl der Schnittstellen und der Maximierung der Masse und Spannkraft. Ein einfacher Werkzeughalter auf einem Kreuzschlitten hat viele potenzielle Biegepunkte. Das Gang Tooling verbessert dies, indem es die Werkzeuge direkt am Querschlitten befestigt und so einen sehr kurzen, steifen Lastpfad schafft. Aus diesem Grund zeichnet er sich durch seine Präzision aus. Ein Drehrevolver hingegen hat mehr Komponenten - die Revolverscheibe, die Kupplung, den Antriebsmechanismus -, die zu Toleranzüberschneidungen führen können. Aber bei einer großen Drehmaschine, die für die Schwerzerspanung ausgelegt ist, ist das gesamte System überdimensioniert, um dies auszugleichen. Die massive Revolverscheibe und der hochbelastbare Maschinenrahmen wirken zusammen, um Vibrationen zu dämpfen, so dass diese Maschine die bessere Wahl für hohe Materialabtragsraten bei großen, schwierigen Arbeiten ist.

Welchen Einfluss hat die Wahl des Werkzeugsystems auf die Gesamtgröße und den Arbeitsbereich der CNC-Drehmaschine?

Sie planen das Layout Ihrer Werkstatt und müssen sich für eine neue Drehmaschine entscheiden. Sie stellen fest, dass das Werkzeugsystem nicht nur die Leistung beeinflusst, sondern auch die gesamte Größe und Form der Maschine bestimmt.

Das Werkzeugsystem bestimmt im Wesentlichen den Platzbedarf der Maschine. Langdrehautomaten sind in der Regel kompakt und haben einen kleineren Arbeitsraum, während Revolverdrehautomaten größer sind, um Platz für den Revolver und einen möglichen Reitstock zu schaffen.

Wenn Sie ein Werkzeugsystem kaufen, erwerben Sie auch eine Maschinenarchitektur. Ich hatte einmal einen Kunden, der eine Zelle für kleine medizinische Schrauben einrichten wollte. Wir wählten eine Reihe von kleinen Werkzeuggruppendrehbänke⁶. Dank ihrer kompakten Bauweise konnten wir drei Maschinen in dem Raum unterbringen, in dem eine herkömmliche Revolverdrehbank Platz gehabt hätte. Eine Gruppenwerkzeugmaschine braucht keine zusätzliche Tiefe und Höhe, um einen großen Revolver aufzunehmen. Die gesamte Maschine kann kleiner sein. Eine Revolverdrehmaschine benötigt naturgemäß mehr Platz. Der Revolver ist ein großes Bauteil, und das Maschinenbett muss lang genug sein, damit sich der Revolver bewegen kann, ohne das Spannfutter oder einen Reitstock zu behindern. Dies macht die Maschine zu einer größeren, universell einsetzbaren Maschine. Die Wahl des Werkzeugs wirkt sich direkt auf die Ausnutzung der Stellfläche und den Arbeitsablauf aus.

Die Architektur der Maschine

Das Werkzeugsystem und der Maschinensockel werden gemeinsam entworfen. Ein Schrägbett wird zum Beispiel häufig für beide Systeme verwendet, da es eine ausgezeichnete Steifigkeit bietet und Späne abfallen lässt. Bei einer Mehrspindel-Drehmaschine bietet das Schrägbett eine solide Grundlage für den kompakten linearen Querschlitten, und der Arbeitsbereich ist auf kleine, kurze Teile ausgerichtet. Im Gegensatz dazu benötigt eine Revolverdrehmaschine mehr Raum zum Atmen. Die Konstruktion muss die volle Drehung des Revolvers berücksichtigen und sicherstellen, dass er das Futter, das Werkstück und den Reitstock bei seinem maximalen Verfahrweg freilassen kann. Dies führt oft zu einem größeren Spindelstock, einem längeren Bett und einem tieferen Gehäuse, was zu einer deutlich größeren Gesamtfläche der Maschine führt. Die Wahl eines angetriebenen Revolvers erhöht die Komplexität noch weiter, da die Konstruktion nun Platz für den Antriebsmotor und das Getriebe innerhalb des Revolvergehäuses vorsehen muss.

Schlussfolgerung

Wählen Sie ein Mehrfachwerkzeug für die schnelle Bearbeitung kleiner Teile, einen Standardrevolver für Vielseitigkeit und einen Power-Revolver für komplexe Arbeiten mit mehreren Arbeitsgängen. Die Abstimmung des Werkzeugsystems auf Ihre Teile ist der Schlüssel zu einem rentablen und effizienten CNC-Drehbetrieb.

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