Wenn ein zylindrischer Rohling von einer Säge gelöst wird, ist sein Ende weder flach noch quadratisch. Das Plandrehen auf einer Drehmaschine ist der Vorgang, der dieses Problem behebt: Ein Einpunktwerkzeug richtet das Ende rechtwinklig aus, erzeugt eine ebene Referenzfläche und bringt das Teil auf eine kontrollierte Länge. Ohne ein gutes Gesicht hat jede spätere Operation keine verlässliche Grundlage. Mit einer guten Spanfläche verfügen die Bereiche Drehen, Bohren, Aufbohren und Gewindeschneiden über eine solide Grundlage. Das Plandrehen gehört zu den häufigsten Dreharbeiten und wird auch am häufigsten in Bezug auf Werkzeughöhe, Vorschubrichtung und Spindelgeschwindigkeit falsch gehandhabt. In diesem Artikel wird erläutert, was Planen auf einer Drehmaschine ist, wie es sich vom Drehen unterscheidet, welche Vorschubrichtung zu wählen ist, wie das Werkzeug eingerichtet wird, welche Parameter eine saubere Fläche erzeugen und warum es bei der Präzisionsfertigung wichtig ist.
Was ist eine Planfläche in einer Drehmaschine?
Beim Plandrehen in einer Drehmaschine wird Material von der Stirnfläche eines rotierenden Werkstücks mit einem Einschneidewerkzeug entfernt. Das Werkstück dreht sich um seine eigene Achse, während das Werkzeug senkrecht zu dieser Achse vorgeschoben wird, und zwar vom Außendurchmesser zur Mitte oder von der Mitte nach außen. Das Ergebnis ist eine ebene Fläche, die senkrecht zur Spindelachse und rechtwinklig zur Werkstückmittellinie verläuft.
Beim Plandrehen werden in einer typischen Bearbeitungssequenz drei Aufgaben ausgeführt. Zunächst wird eine saubere Bezugsfläche erstellt. Gesägte, gegossene oder geschmiedete Rohlinge haben raue, unebene Enden, und durch die Planbearbeitung wird die unregelmäßige Schicht entfernt, sodass andere Abmessungen einen zuverlässigen Ausgangspunkt haben. Zweitens steuert es die Gesamtlänge des Teils, da ein gemessener Schnitt vom Ende aus das Teil auf die in der Zeichnung angegebene Länge bringt. Drittens sorgt es für die erforderliche Oberflächenbeschaffenheit, die von einer einfachen entgrateten Kante bis zu einer feinen Fläche reichen kann, die später als Dicht- oder Passfläche dient.
Plandrehen vs. Wenden: Was ist der Unterschied?
Drehen und Plandrehen erfolgen auf derselben Maschine mit demselben Werkzeug, erzeugen jedoch unterschiedliche Geometrien und erfordern eine unterschiedliche Handhabung. Beim Drehen erfolgt der Vorschub des Werkzeugs parallel zur Spindelachse und es entsteht eine zylindrische Außenfläche. Das Werkzeug bleibt auf einem nahezu konstanten Radius, sodass die Schnittgeschwindigkeit an der Kante stabil ist. Beim Drehen entstehen Durchmesser, Schultern, Verjüngungen und Nuten. Beim Plandrehen führt das Werkzeug einen Vorschub senkrecht zur Spindelachse durch und erzeugt die flache kreisförmige Fläche am Ende des Teils.
Drehen und Plandrehen im Vergleich zu den Variablen, die ein Maschinist bewältigen muss. | Aspekt | Drehen | Gegenüber |
| Vorschubrichtung | Parallel zur Werkstückachse | Senkrecht zur Werkstückachse |
| Oberfläche hergestellt | Zylindrische Oberfläche | Flache kreisförmige Endfläche |
| Hauptzweck | Durchmesser, Schultern, Rillen | Längenkontrolle, quadratische Bezugsfläche |
| Schnittgeschwindigkeit | Entlang des Schnitts nahezu konstant | Fällt in der Mitte auf Null ab |
| Geschwindigkeitskontrollmodus | Eine feste Spindeldrehzahl ist akzeptabel | Eine konstante Oberflächengeschwindigkeit wird bevorzugt |
Der praktische Unterschied liegt in der Schnittgeschwindigkeit. Ein Planfräser, der an der Außenkante einer 50-mm-Stange beginnt, schneidet mit der vollen Oberflächengeschwindigkeit dieses Durchmessers; Wenn es die Mitte erreicht, ist die Schnittgeschwindigkeit Null. Bei einer CNC-Drehmaschine erhöht der Modus mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit die Spindeldrehzahl, wenn sich das Werkzeug nach innen bewegt, und sorgt so für eine gleichmäßige Oberfläche. Bei einer manuellen Drehmaschine akzeptiert der Bediener die Abweichung und führt einen leichten Schlichtdurchgang mit einem scharfen Werkzeug durch, um die Fläche sauber zu halten.
Welche Vorschubrichtung sollten Sie zum Plandrehen verwenden?
Bei wenigen Fragen zur Bearbeitung gibt es so viele Diskussionen wie bei der Frage, ob die Bearbeitung vom Außendurchmesser zur Mitte oder von der Mitte nach außen erfolgen soll. Beide Richtungen funktionieren. Die richtige Wahl hängt von der Ausrichtung des Werkzeugs, der Steifigkeit des Teils und davon ab, wo das Finish am besten sein muss.
Der Vorschub von außen zur Mitte ist die herkömmliche Wahl, da dabei die gleiche Werkzeugausrichtung wie beim normalen Außendrehen verwendet wird. Das Werkzeug beginnt an der Außenkante, wo die Schnittgeschwindigkeit am höchsten ist, und bewegt sich nach innen. Wenn die Werkzeugspitze genau auf die Mitte eingestellt ist, wird die Fläche vollständig gereinigt. Der Haken daran ist, dass nahe der Mitte die Schnittgeschwindigkeit gegen Null geht. Ein leicht außermittig positioniertes Werkzeug kann anfangen zu reiben und einen kleinen Pickel in der Mitte des Gesichts hinterlassen.
Durch die Fütterung von der Mitte nach außen wird dieser Kern vermieden. Das Werkzeug beginnt in der Mitte und bewegt sich nach außen, wodurch die Schneidkante während des gesamten Durchgangs unter Druck bleibt. Viele Maschinenbauer bevorzugen dies für Schlichtschnitte, insbesondere wenn die gesamte Fläche glatt sein muss oder ein Mittelloch eingehalten werden muss. Der Nachteil besteht darin, dass der Querschlittenvorschub umgekehrt werden muss und nicht jeder Werkzeughalter dafür eingerichtet ist.
Die praktische Regel ist einfach: Verwenden Sie zum Schruppen die Außen-zu-Mitte-Methode und wechseln Sie für den Schlichtdurchgang zur Mitte-zu-Außen-Achse, wenn die Fläche über den gesamten Durchmesser sauber sein muss. Halten Sie in beiden Fällen das Werkzeug scharf und die Spitze auf der Mittellinie.
Werkzeugeinrichtung zum Plandrehen
Die Werkzeugeinrichtung entscheidet über die Qualität eines Planschnitts, bevor die Spindel startet. Die Werkzeugspitze muss genau auf der Spindelmittellinie sitzen. Wenn die Kante unterhalb der Mitte liegt, kann sie den wahren Mittelpunkt nicht erreichen, so dass in der Mitte der Fläche ein Punkt verbleibt. Über der Mitte platziert, erscheint derselbe Punkt und das Werkzeug kann an seiner Hinterkante reiben. Die Überprüfung der Werkzeughöhe anhand einer Reitstockspitze dauert Sekunden und verhindert einen der häufigsten Planfehler.
Steifigkeit ist der zweite Faktor. Ein Werkzeug mit zu großem Überhang oder eine Bohrstange, die in die Planfläche gedrückt wird, verformt sich unter der axialen Schnittkraft und hinterlässt eine leicht konkave Fläche. Halten Sie den Überhang so kurz, wie es der Aufbau zulässt. Verwenden Sie Wendeschneidplatten mit positiver Geometrie, da diese mit weniger Kraft schneiden, und wählen Sie einen Spitzenradius von etwa 0,2 bis 0,4 mm, um ein gutes Finish ohne übermäßigen Druck auf dünnwandige Werkstücke zu erzielen.
Schnittparameter für ein sauberes Gesicht
Wählen Sie die Oberflächengeschwindigkeit für das Werkstückmaterial an seinem Außendurchmesser. Bei Weichstahl mit Hartmetalleinsätzen sind das üblicherweise 100 bis 150 m/min; für Aluminium 200 bis 300 m/min; für Edelstahl 80 bis 120 m/min. Verwenden Sie zum Schlichten einen Vorschub zwischen 0,05 und 0,15 mm/U und eine Schnitttiefe von etwa 0,25 bis 0,5 mm.
Aktivieren Sie auf einer CNC-Drehmaschine eine konstante Oberflächengeschwindigkeit, damit die Spindel hochfährt, wenn sich das Werkzeug der Mitte nähert. Dadurch bleibt das Finish gleichmäßig. Stellen Sie sicher, dass das Werkstück fest genug eingespannt ist, um dem steigenden Drehmoment standzuhalten. Stellen Sie bei einer manuellen Drehmaschine die Spindeldrehzahl für den Außendurchmesser ein und halten Sie den Vorschub gering. Bei gummiartigen Materialien verhindert die Schneidflüssigkeit, dass die Späne auf der Fläche verschweißen und die Oberfläche zerreißen.
Häufig auftretende Probleme und wie man sie behebt
Typische Verkleidungsfehler, ihre wahrscheinlichen Ursachen und praktische Korrekturen. | Problem | Wahrscheinliche Ursache | Praktische Lösung |
| Pip in der Mitte | Werkzeugspitze unterhalb oder oberhalb der Mittellinie | Stellen Sie die Werkzeughöhe genau auf die Mitte ein |
| Konkaves Gesicht | Werkzeugauslenkung unter Schnittkraft | Reduzieren Sie den Überhang, verwenden Sie eine Wendeschneidplatte mit positiver Geometrie und verringern Sie den Vorschub |
| Rattermarken | Schlechte Steifigkeit oder ungünstige Geschwindigkeit | Aufbau versteifen, Spindeldrehzahl ändern, Vorschub reduzieren |
| Eingerissene oder raue Oberfläche | Stumpfe Einlage oder gummiartiges Material | Wendeschneidplatte austauschen, Schneidflüssigkeit auftragen, Vorschub reduzieren |
| Grat an der Außenkante | Material wurde über den Rand hinausgeschoben | Führen Sie einen Fasendurchgang durch oder entgraten Sie von Hand |
Die meisten Planwandfehler sind auf dieselben Ursachen zurückzuführen: Werkzeughöhe, Steifigkeit oder Schnittparameter. Wenn die Fläche nicht flach ist, überprüfen Sie zunächst die Durchbiegung. Wenn ein Zapfen vorhanden ist, überprüfen Sie die Werkzeughöhe. Wenn die Oberfläche gerissen ist, ist die Wendeschneidplatte stumpf oder der Vorschub zu hoch. Die Behebung dieser Grundlagen löst mehr Probleme als jede Maschinenanpassung.
Planen in der Präzisionsfertigung
Die Deckschicht ist in der Produktion wichtig, weil sie die Oberflächen schafft, an denen andere Komponenten anliegen. Eine in einem Gehäuse sitzende Buchse benötigt quadratische, ebene Stirnflächen. Eine abgestufte Welle, die ein Lager und ein Zahnrad fixiert, ist zur korrekten Positionierung auf gegenüberliegende Schultern angewiesen. Eine Ventilmutter, die gegen einen Anschluss abdichtet, muss eine saubere, flache Fläche haben, um den Druck zu halten. In jedem Teil legt der Plandrehvorgang die Referenzgeometrie für die gesamte Komponente fest.
Bei Kunshan Hong Yong Sheng Precision Hardware gehören Plandrehen und Drehen zur täglichen Routine für Komponenten wie Präzisions-Stufenwellen Dabei muss jede Schulterfläche im rechten Winkel zur Achse stehen, damit Lager und Zahnräder richtig sitzen. Die gleiche Logik gilt für Buchsen für rotierende Baugruppen : Wenn die Endflächen nicht flach und rechtwinklig sind, sitzt die Buchse nicht richtig in ihrem Gehäuse und die zusammengebaute Einheit weist den Fehler auf. Auch Kleinteile wie z Einstellmuttern für hydraulische Ventile aus Kupfer sind auf eine Verblendung angewiesen, da ihre Dichtflächen unter hydraulischem Druck flach und parallel bleiben müssen.
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