Wie fertigt man eine interne Passfedernut auf einer CNC-Drehmaschine?

Das Fertigen einer internen Passfedernut (Nut für einen Keil) direkt auf einer CNC-Drehmaschine spart enorm Zeit. Es macht das Umspannen des Werkstücks auf eine Stoßmaschine überflüssig, während eine perfekte Koaxialität erhalten bleibt.

Prozesskinematik auf einer Drehmaschine

Das Nutstoßen auf einer CNC-Drehmaschine wird am häufigsten bei verriegelter Spindel (C-Achse oder M19-Code) durchgeführt. Die Schnittbewegung (Arbeitsbewegung) wird von der Z-Achse ausgeführt, während die X-Achse für die radiale Zustellung der nachfolgenden Materialschichten und den Werkzeugrückzug vor dem Rücklauf verantwortlich ist. Leider implementieren die Hersteller keine entsprechenden Funktionen dafür in ihrer Software. Glücklicherweise unterstützt jede Drehmaschine die Low-Level-Steuerung über G-Codes. Mit grundlegenden Kenntnissen dieser Sprache lässt sich schnell ein Programm schreiben, das die Werkzeugbewegung entsprechend steuert. Hier ist ein Beispiel:

M200
M1 T0909
G97 G98
M8

G0 X28.0000 Z10.0000 
G0 C0.0000
F4000
G1 X30.5000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X30.9857
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X31.4571
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X31.9143
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X32.3571
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X32.7857
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X33.2000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X33.6000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X33.9857
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X34.3571
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X34.7143
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X35.0571
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X35.3857
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X35.7000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G1 X36.0000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
G0 X28.0000 Z10.0000
G0 C0.0000
F4000
G1 X36.0000
G0 Z-100.0
G1 X28.00
G0 Z10.0
M9
G53 X0.0
G53 Z-100.0

M30

Wie Sie sehen können, ist der Code sehr einfach, aber lang. Er lässt sich durch eine Schleife vereinfachen, sodass die Maschine die Tiefe automatisch erhöht:

M200
M1 T0909
G97 G98
M8

G0 X28.0000 Z10.0000 
G0 C0.0000
F4000

#101=0.2 (GŁĘBOKOŚĆ SKRAWANIA ŚREDNICOWA)
#102=30. (ŚREDNICA OTWORU)
#103=36. (ŚREDNICA DNA WRĘBU)

WHILE [#102 LT #103] DO
#102=#102+#101
G0 X#102
G1 Z-100.0
G0 X28.0
G0 Z10.0
END

G53 X0 Z0
M30

In diesem Programm erzwingt eine einfache WHILE-Schleife die Ausführung von 4 G-Code-Zeilen, bis die Variable #102 den gleichen Wert wie die Variable #103 hat. Das Programm lässt sich noch weiter ausbauen, indem man eine zusätzliche Schleife für nachfolgende Zähne usw. hinzufügt. Ich empfehle jedoch ein Werkzeug, das Sie einfach auf Ihrem PC installieren können, um durch Eingabe der erforderlichen Nutparameter schnell sicheren Maschinencode zu generieren.

Unabhängig von der Maschinensteuerung müssen bestimmte Aspekte berücksichtigt werden:

• Jede Drehmaschine hat eine andere Steifigkeit und einen anderen maximalen Achsdruck.
• Das Nutstoßen kann zu Vibrationen und erhöhtem Achsverschleiß führen.
• Zu schnelle und kurze Bewegungen können dazu führen, dass die Z-Achse zu lange unter Grenzlast arbeitet, die durch Geschwindigkeitsänderungen (Beschleunigung und Verzögerung der Achse) verursacht wird, was zur Überhitzung des Servomotors führen kann.

Verantwortungsvolles Nutstoßen schadet der Maschine jedoch nicht, und die Vorteile sind wirklich immens:

• Drehen und Nut-/Keilwellenbearbeitung in einer einzigen Aufspannung.
• Bei der Positionierung über die C-Achse ist die Teilung zwischen den Nuten hochpräzise.
• Der Werkzeugrückzug ist immer vollständig – bei vielen traditionellen Stoßmaschinen ist der Werkzeugrückzug nur symbolisch, sodass das Werkzeug beim Rücklauf ohnehin leicht reibt.
• Zeiteinsparung.