Drehen an der Uhrmacherdrehmaschine

Die Wahl der richtigen Drehzahl

Ach natürlich: Drehzahl ist ein veralteter Begriff - Drehfrequenz das ist moderner (Da lacht das Herz des Technologen!).
Nun aber ein paar nötige Vorbetrachtungen. Beim Drehen, wie auch bei allen anderen Fertigungsverfahren, geht es um Prozesse, deren Eingangs- und Ausgangsgrössen betrachtet werden wollen.


Uhrmacherdrehmaschine

Uhrmacherdrehmaschine
Bild: Vektor



Es soll aber nicht zu kompliziert werden:

Eingangsgrössen sind die
  • Motorleistung M,
  • die Drehfrequenz (-zahl) n,
  • der Vorschub, f,
  • die Schnitttiefe/Zustellung a,
  • Werkstoff,
  • Schneidstoff,
  • Winkel an der Schneide (Spanwinkel gamma, Keilwinkel beta, Freiwinkel alpha u.a.),
  • u.a. -
Ausgangsgrössen sind
  • Werkstückoberfläche,
  • Masshaltigheit,
  • Schnittkraft,
  • Spanbildung,
  • Spanform
  • u.a.
Diese Vielzahl von Parametern zeigt schon, wieviel wir beim Drehen einfach nur nach Gefühl optimieren können und auch müssen. Ist aber der Spanfluss gut, und die Werkstückoberfläche so wie wir sie haben wollen, dann haben wir vermutlich instinktiv alles richtig gemacht. Doch ein paar Anhaltspunkte können nicht verkehrt sein!

Eine der wichtigsten Grössen beim Spanen ist die Schnittgeschwindigkeit . Drehen wir blauharte Stahl mit einem Werkzeugstahl-Drehmeissel, so beträgt sie 10 m/min, arbeitet man mit Schnellarbeitsstahl HSS, erhöht sich der Wert auf ca. 20 m/min und mit Hartmetall (HM z.B. P10) auf ca. 40 m/min. Wir merken uns:

Je härter der Schneidstoff, desto grösser kann die Schnittgeschwindigkeit gewählt werden!
Doch Vorsicht: HM-Meissel sind teilweise sehr schlagempfindlich - jeder Schneidstoff hat seine Vor- und Nachteile!

Was ist denn aber die Schnittgeschwindigkeit? Das gleiche wie die sog. Umfangsgeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit, die ein Punkt am Umfang eines rotierenden (drehenden) Körpers hat. Da sich die Geschwindigkeit aus Weg pro Zeit zusammensetzt, erhalten wir f0. Beim Rotationskörper steckt der Weg im Kreisumfang (Durchmesser • ¼) und die Zeit in der Drehfrequenz n in 1 pro Minute. Damit haben wir jetzt:

Schnittgeschwindigkeit f1 Stellen wir diese nach der Drehfrequenz um, können wir jede "Drehzahl" berechnen:

Drehfrequenz f2 , wobei vc in mm/min einzusetzen ist, damit die Gleichung aufgeht (da der Ø in mm angegeben wird).

z.B.
Ein Zapfen mit einem Ø 1,2 mm wird mit einem Werkzeugstahl-Drehmeissel bearbeitet. Wie gross ist die einzustellende Drehfrequenz?

Lösung:
geg.: vc = 10 m/min = 10.000 mm/min, d = 1.2 mm
ges.: n

f3 ein realistischer Wert! Was passiert aber, wenn wir einen kleinen Zapfen von nur 0,12 mm Durchmesser drehen wollen?
Wir erreichen sofort die Grenze der Uhrmacher-Dreherei! Die Maschine müsste rechnerisch eine Drehzahl n = 26.530 1/min haben, um eine saubere Arbeit vollenden zu können. Keine in der Werkstatt gebräuchliche Uhrmacher-Drehmaschine erreicht nur annähernd diesen Wert! In der Regel ist bei ca. 4000 1/min die




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