Feindrehen – präzise Maße und höchste Oberflächengüte

Der Name ist Programm: Beim Feindrehen geht es darum, gedrehten Bauteilen den letzten Feinschliff zu verpassen beziehungsweise besonders filigrane Präzisionsdrehteile herzustellen. Dabei werden spezielle Drehwerkzeuge eingesetzt, um das Drehteil in seiner Form- und Maßgenauigkeit zu perfektionieren und eine besonders hohe Oberflächengüte zu erzielen. Der Vorteil: Dank der hohen Genauigkeit des Verfahrens ist eine weitere Nachbearbeitung der Oberfläche in der Regel nicht mehr notwendig. Das Feindrehverfahren kommt immer dann zum Einsatz, wenn das Bauteil besonders hohe Anforderungen erfüllen muss. Dies ist beispielsweise bei Präzisionsteilen wie Zahnrädern oder Achsen für Uhrwerke der Fall sowie auch bei Implantaten und chirurgischen Instrumenten für die Medizintechnik oder Lagern und Halterungen, die bei extremen Bedingungen in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden.

Im Vergleich zum herkömmlichen Drehen können Sie beim Feindrehen eine noch höhere Oberflächenqualität erzielen. Durch das Verfahren lassen sich Rauheitswerte von wenigen Mikrometern realisieren. An der Drehmaschine erzielen Sie diese Präzision, indem Sie das Feindrehwerkzeug mit kleinem Vorschub und geringer Schnitttiefe einsetzen. Wie das genau in der Praxis aussieht, erklären wir in diesem Beitrag.

Die Auswahl des richtigen Feindrehwerkzeugs

Feindrehwerkzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Drehwerkzeugen vor allem durch ihre minimale Kantenverrundung und die feinen Schneiden, die je nach Anforderung auch aus besonders verschleißfesten Werkstoffen gefertigt sind. Neben dem weit verbreiteten Hartmetall kommen auch keramische Schneidstoffe, MKD oder PKD zum Einsatz. Die Werkzeuge sind speziell dafür konzipiert, dass minimale Mengen an Material abgetragen werden können.
Bei der Auswahl eines Feindrehwerkzeugs ist zunächst zu berücksichtigen, dass es Werkzeuge für die Innen- und die Außenbearbeitung gibt. Mit einem Feindrehwerkzeug zur Innenbearbeitung können Sie beispielsweise die Innenoberfläche von Bohrungen hochgenau zustellen. Die Werkzeuge sind auf niedrige Schnittgeschwindigkeiten ausgelegt und können Rauheitswerte im Bereich von Rz 1 bis 5 μm erzielen. Genauso gibt es Feindrehwerkzeuge zur Außenbearbeitung, mit denen Sie beispielsweise die Oberflächengüte von Drehteilen optimieren oder Plan- und Formflächen bearbeiten können. Dadurch können nachgelagerte Bearbeitungsverfahren wie das Schleifen entfallen.

Bei der Auswahl eines passenden Feindrehwerkzeugs ist darauf zu achten, dass alle Komponenten miteinander kompatibel sind und zum jeweiligen Anwendungszweck (Innenanwendung oder Außenanwendung, Art der Bearbeitung, Werkstoff) passen.

Nach der Auswahl des Feindrehwerkzeugs gilt es, einen geeigneten Klemmdrehhalter auszuwählen. Beim Feindrehen ist eine besonders präzise und vibrationsarme Halterung erforderlich, da geringste Vibrationen die Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit negativ beeinflussen können. Zudem erfordern Feindrehwerkzeuge oft spezielle Haltergeometrien, die kurze Überstände und enge Toleranzen zulassen, um die Genauigkeit zu erhöhen. Tipp: Wendeschneidplatten können dank Schnellwechselsystem im Handumdrehen ausgetauscht werden, wenn sich an den Schneiden ein zu starker Verschleiß zeigt.

Schritt 3: Einspannen und Ausrichten des Feindrehwerkzeugs
Beim Einspannen des Werkzeugs sollten Sie auch auf den Zustand der Schneiden achten – diese sollten scharf und in gutem Zustand sein. Zunächst wird das Feindrehwerkzeug in einen dafür vorgesehenen, stabilen Klemmhalter eingelegt. Das Werkzeug wird exakt auf die geforderte Höhe und Ausrichtung eingestellt. Die Schneidkante muss in der Regel auf Höhe der Drehmitte des Werkstücks liegen, um eine saubere Schnittführung zu gewährleisten. Anschließend wird das Werkzeug mit Schrauben oder Spannmechanismen festgeklemmt, wobei gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, um ein Verschieben oder Verdrehen zu verhindern.

Schritt 4: Einstellung der Drehmaschine
Richten Sie die Drehmaschine für das Feindrehen ein. Stellen Sie die Drehzahl und den Vorschub entsprechend den Anforderungen des Werkstücks und des Feindrehwerkzeugs ein. Für das Feindrehen sind geringere Vorschubgeschwindigkeiten und höhere Drehzahlen erforderlich, um eine hohe Präzision zu gewährleisten. Beachten Sie bei der Einstellung der Drehzahl aber unbedingt die Maximaldrehzahl des verwendeten Drehfutters.

Schritt 5: Material abtragen
Führen Sie den Schneidkopf vorsichtig an das Werkstück heran und stellen Sie die Zustellung ein. Die Spanungsdicke ist beim Feindrehen sehr klein, da eine geringe Menge an Material abgetragen werden soll. Doch Achtung: Bei einer zu geringen Spanungsdicke kann es zu einem unerwünschten Quetschen des Werkstoffs kommen. Wie Sie dies vermeiden, erfahren Sie in der Box. Bei Microdrehwerkzeugen kann aufgrund der minimalen Kantenverrundung auch weniger als Eckenradius zugestellt werden.

Beginnen Sie mit dem Feindrehen, indem Sie das Werkstück langsam und gleichmäßig bearbeiten. Achten Sie darauf, dass das Werkzeug die Materialschicht gleichmäßig abträgt, ohne zu viel Druck auszuüben. Es ist ratsam, die Bearbeitung in mehreren kleinen Schritten durchzuführen, um eine Überlastung des Werkzeugs zu vermeiden und die Oberflächenqualität zu maximieren.

Schritt 6: Überwachung und Anpassung
Während des Feindrehen sollten Sie den Fortschritt regelmäßig überprüfen. Messen Sie die Toleranzen und die Oberflächenqualität des Werkstücks, um sicherzustellen, dass es den Anforderungen entspricht. Falls erforderlich, passen Sie die Maschinenparameter oder das Feindrehwerkzeug an, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Schritt 7: Abschluss und Nachbearbeitung
Wenn die gewünschte Maß- und Formgenauigkeit erreicht ist und die Oberflächengüte Ihren Vorstellungen entspricht, entfernen Sie das Werkstück von der Drehmaschine und führen Sie eine abschließende Qualitätskontrolle durch. Im Anschluss kann – je nach Anforderung – eine weitere Nachbearbeitung erfolgen. Dabei können Sie das Präzisionsdrehteil beispielsweise mithilfe besonders schonender Gleitschleifverfahren entgraten, polieren, mattieren und abrunden.