Drehwerkzeug
Englisch: turning tool
Schneidwerkzeug zum Drehen (Bearbeitung von Außendurchmessern und Flächen) im Gegensatz zum Bohren (Bearbeitung von Innendurchmessern und Flächen); besonders ein Einpunkt-Schneidwerkzeug für diesen Zweck.
Drehwerkzeug: der Meißel, der rotierendes Material schneidet
Ein Drehwerkzeug ist ein Einschneiden-Werkzeug, das Material von außen an einem rotierenden Werkstück auf der Drehmaschine abtrennt. Anders als ein Stechstahl, der in einer Bohrung oder einem Loch arbeitet, bearbeitet ein Drehwerkzeug Außendurchmesser, Stirnflächen, Absätze und Kegel, indem es eine gehärtete Spitze gegen drehendes Metall, Kunststoff oder Verbundwerkstoff drückt. Das Werkzeug sitzt in einem Halter, der im Werkzeughalter der Drehmaschine befestigt ist, und wird mit kontrollierter Geschwindigkeit vorgerückt, während die Spindel mit konstanter Drehzahl rotiert.
Die Schneidkante selbst ist entweder ein gelöteter Hartmetall-Meißel (eine Wolframcarbid-Spitze, die mit Silberlot auf einen Stahlschaft aufgelötet ist) oder ein austauschbarer Wendeschneidstoff (eine austauschbare Hartmetall- oder Keramik-Platte, die in einer standardisierten Fassung geklemmt ist). Gelötete Werkzeuge sind günstiger in der Anschaffung, müssen aber geschliffen werden, wenn sie stumpf sind; Wendeschneidstoffplättchen werden in Sekunden ausgetauscht, wenn sie verschlissen sind. Der Verschleißradius an der Werkzeugspitze, üblicherweise 0,015 bis 0,125 Zoll, bestimmt die Oberflächengüte und die Durchbiegung. Der Spanwinkel (die Neigung der Schneidfläche) beeinflusst die Scherung und die Spanbildung. Der Freistechwinkel muss die fertige Oberfläche freigeben, um Reiben und Wärmeaufbau zu vermeiden.
Gebräuchliche Varianten sind gerade Drehmeißel zum Stirndrehen und zu zylindrischen Arbeiten, versätzte Meißel für Absätze und Stufen sowie Gewindemeißel mit einer spitzen 60-Grad-Nase zum Schneiden von Schraubengewinden. Schlichtarbeiten erfordern schärfere, kleinere Meißel mit kleineren Verschleißradien, die mit hoher Drehzahl und leichter Schnitttiefe arbeiten, um eine Oberflächenrauheit unter 63 Microinch zu erreichen. Schrupp-Drehmeißel haben größere Verschleißradien und robustere Ausführungen, um Vibrationen zu absorbieren und tiefere Schnitte von 0,100 bis 0,200 Zoll pro Vorschub zu machen.
Material und Verschleißarten
Drehwerkzeuge verschleißen durch Verschleiß an der Freifläche (allmähliche Abstumpfung), Kraterbildung (lokalisiertes Pitting auf der Spanfläche durch Diffusion), Ausbruch (plötzlicher Bruch der Schneidkante) und Risse durch schnelle Abkühlung oder unterbrochene Schnitte. Schnellarbeitsstahl-Meißel, bei manuellen Maschinen noch verbreitet, vertragen unterbrochene Schnitte besser als Hartmetall, erfordern aber niedrigere Schnittgeschwindigkeiten (üblicherweise 50 bis 200 Schnittmeter pro Minute) und erzeugen mehr Wärmeverschleiß. Hartmetall-Werkzeuge arbeiten mit 500 bis 2000 SFM und erzeugen feinere Späne, brechen aber, wenn sie Stoßbelastungen oder starken radialen Kräften ausgesetzt sind.
Die Geometrie und Werkstoffgüte des Drehwerkzeugs müssen dem Werkstoffmaterial und der Bearbeitung entsprechen. Aluminium erfordert große positive Spanwinkel und scharfe Kanten, um Aufbauschneide und Rattern zu vermeiden; Stahl verträgt kleinere Spanwinkel und zähere Werkzeugstoffe. Edelstahl verfestigt sich aggressiv und erfordert sorgfältige Drehzahlkontrolle, um Verfestigungszonen zu vermeiden, die zu mehrfachem Werkzeugverschleiß führen. Grauguss erzeugt spröde Späne und verschleißt Werkzeuge schnell, daher müssen Meißel steif sein und beschichtetes Hartmetall wird häufig bevorzugt.