Was ist CNC-Drehen?
CNC-Drehen (Computerized Numerical Control) ist ein spanendes Fertigungsverfahren, bei dem das Werkstück rotiert und ein feststehendes oder angetriebenes Werkzeug Material abträgt. Die CNC-Steuerung ermöglicht hochpräzise, reproduzierbare Bearbeitungen. Drehteile kommen überall zum Einsatz: von Wellen und Achsen im Maschinenbau über Hydraulikkolben bis hin zu Präzisionsbuchsen in der Medizintechnik.
- Rotationssymmetrische Werkstücke: Wellen, Buchsen, Flansche, Bolzen
- Verfahrwege: typisch Ø 10 – 500 mm, Längen bis 2.000 mm
- Genauigkeiten im Bereich IT6 – IT7 (ca. 10 – 30 µm) sind Standard
- Oberflächen bis Ra 0,4 µm ohne Nachbearbeitung erreichbar
Verfahrensvarianten
Die CNC-Drehbearbeitung umfasst mehrere Verfahrensvarianten, die je nach Bauteilgeometrie kombiniert werden:
- Längsdrehen – Konturgebung entlang der Rotationsachse, z.B. für Wellenabsätze
- Plandrehen – Erzeugung planer Stirnflächen senkrecht zur Achse
- Einstechen – Nuten, Freistiche und Einstiche nach DIN 509
- Gewindedrehen – Innen- und Außengewinde (metrisch, Fein, Trapez, Whitworth)
- Bohren & Tieflochbohren – Axiale Bohrungen direkt in der Drehmaschine
- Angetriebene Werkzeuge – Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden radial und axial auf der Drehmaschine (Komplettbearbeitung)
Angetriebene Werkzeuge reduzieren Aufspannungen und steigern die Lagegenauigkeit erheblich. Lochkreise und Passfedernuten lassen sich so in einer Aufspannung herstellen.
Werkstoffe im CNC-Drehen
Grundsätzlich lassen sich fast alle Metalle und viele Kunststoffe drehen. Die Zerspanbarkeit wird maßgeblich durch Härte, Zähigkeit und Wärmeleitfähigkeit bestimmt:
- Baustähle (C45, S355): Sehr gut zerspanbar, wirtschaftlich
- Vergütungsstähle (42CrMo4): Standard im Maschinenbau, gute Festigkeit
- Edelstähle (1.4301, 1.4404): Neigung zum Kaltverfestigen → scharfe Werkzeuge, hohe Schnittgeschwindigkeit
- Werkzeugstähle (1.2379, 1.2343): Im weichen Zustand bearbeitbar, nach Härten oft Schleifen nötig
- Aluminium (AlMgSi, AlCu): Hohe Schnittgeschwindigkeiten (> 300 m/min), gute Oberflächen
- Messing (CuZn39Pb3): Kurzspanend, exzellente Oberflächen
- Kunststoffe (POM, PEEK, PA): Spezialwerkzeuge mit polierten Schneiden empfohlen
Toleranzen & Oberflächen
Die erreichbare Genauigkeit hängt von Maschinensteifigkeit, Werkzeugverschleiß, Aufspannung und Werkstoff ab. Im CNC-Drehen gilt:
- Standardtoleranzen: IT8 – IT9 (allgemein wirtschaftlich)
- Präzisionstoleranzen: IT6 – IT7 (mit Feinstbearbeitung)
- Sondermaße: ≤ IT5 möglich (oft Nachschleifen nötig)
- Oberflächengüte: Ra 1,6 µm (Standard) bis Ra 0,4 µm (Feindrehen/Hartdrehen)
- Rundlauf: 5 – 10 µm ohne Schleifen | ≤ 2 µm mit Schleifen
Toleranzen nur dort angeben, wo funktionsbedingt nötig. Eine Tolerenz IT7 statt IT6 kann die Bearbeitungszeit um 20–30 % reduzieren.
Wirtschaftlichkeit & Stückzahl
CNC-Drehen ist bei Einzelstücken und Kleinserien besonders wirtschaftlich, da die Programmierung flexibel und die Rüstzeiten vergleichsweise kurz sind. Die Stückkosten sinken mit zunehmender Losgröße deutlich, weil Rüstkosten umgelegt werden können.
- Einzelteil: Rüstkosten dominieren → einfache Geometrien wirtschaftlich
- Kleinserie (5 – 50 Stk.): Optimaler Bereich für CNC-Drehen
- Serie (50 – 500 Stk.): Sehr wirtschaftlich, Werkzeugverschleiß einplanen
- Großserie (> 500 Stk.): CNC-Drehautomaten oder Stangenlader empfohlen