Mehrkantschlagen (Polygondrehen) mit SINUMERIK

Der Einsatz von angetriebenen Werkzeugen an der Drehmaschine hat deren Einsatzgebiete erheblich erweitert. Auch das Fräsen von Schlüsselflächen, zum Beispiel von Mehrkantzapfen, ist dadurch heute Stand der Technik geworden. Einziger Nachteil dieses Verfahrens ist der hohe Zeitaufwand, der den produktiven Einsatz in der Großserie erschwert. Deshalb setzt man in CNC-Drehzentren zunehmend das innovative Mehrkantschlagen, auch Polygondrehen genannt, ein. Dabei handelt es sich um einen drehähnlichen, kontinuierlichen Prozess, mit dem sich die Bearbeitungszeit im Vergleich zum Fräsprozess halbieren lässt. Bei leicht spanbaren Werkstoffen sind sogar Einsparpotenziale von bis zu 90 Prozent möglich.

Beim Mehrkantschlagen werden ebene Flächen, beispielsweise parallele Schlüsselflächen oder Polygone (von drei- bis achtkant), auf der Mantelfläche von rotationssymmetrischen Werkstücken mit einem Schlagmesser erzeugt. Das Werkstück (die Hauptspindel) sowie das rotierende Werkzeug (das Schlagmesser) arbeiten in einem synchronen Kopplungsverhältnis. Nur so können ebene Flächen geschlagen werden. Die Anzahl der erzeugten Flächen ist abhängig vom Übersetzungsverhältnis und der Anzahl der Schneiden des Schlagwerkzeugs. Werkstück und Werkzeug arbeiten im Gegenlauf. In der Praxis wird oft das Übersetzungsverhältnis 2:1 eingesetzt. Das Schlagmesser dreht sich also doppelt so schnell wie das Werkstück. Eine Schneide bearbeitet immer zwei gegenüber liegende Flächen. Um ein Vierkant zu schlagen, wird also ein Werkzeug mit zwei Schneiden und bei einem Sechskant ein Werkzeug mit drei Schneiden verwendet usw. Bei anderen Übersetzungsverhältnissen oder einer anderen Schneidenanzahl können die Flächen stark konvex oder konkav gewölbt sein.

Für den gekoppelten, synchronen Lauf von Hauptspindel und Werkzeugspindel ist bei der SINUMERIK die Funktion Synchronspindel anzuwenden. Dabei muss eine Spindel als Leitspindel definiert werden und die zweite als Folgespindel. Beide Spindeln arbeiten lage- und drehzahlsynchron. Die Kopplung muss vor der Bearbeitung im Programm definiert und aktiviert sowie nach Abschluss der Bearbeitung wieder deaktiviert und abgelöscht werden.

Abhängig vom Werkstück wird bei Schlüsselflächen das radiale Einstechverfahren oder bei einem Mehrkant hinter einem Bund das axiale Längsdrehverfahren eingesetzt. Programmiert werden diese mithilfe von Abspanzyklen in Kombination mit dem Kontureditor oder im G-Code.