Hohes Maschinenbett: Abmessungen und Eigenschaften

Um ein hohes Maschinenbett mit bestimmten Abmessungen herzustellen, müssen sowohl der Werkstoff für die Konstruktion als auch das Fertigungsverfahren berücksichtigt werden. Das Maschinenbett ist eines der wichtigsten Bauteile einer Werkzeugmaschine, denn auf ihm wird die gesamte Maschine aufgebaut und errichtet. Maschinenbetten zeichnen sich durch ihre Steifigkeit und die Fähigkeit aus, Werkstücke mit großen Abmessungen zu tragen.

Was ist das Maschinenbett?

Das Maschinenbett ist die feste Struktur jeder Werkzeugmaschine. Es ist die Basis, auf der die Maschine aufgebaut wird, weshalb es auch als Unterbau oder Bett bezeichnet wird. Das wichtigste Merkmal jedes Maschinenbetts, gleich welcher Bauart, ist seine Steifigkeit. Sie hängt von den verwendeten Werkstoffen ab (diese müssen hohen Temperaturen gut standhalten), aber auch von der Fähigkeit, die Bearbeitungsgeschwindigkeiten aufzunehmen.

Wichtig ist: Wenn ein Maschinenbett während der Bearbeitung vibriert oder sich bewegt, werden die gewünschten Ergebnisse unter Umständen nicht erreicht. Maschinenbetten sind bei Werkzeugmaschinen notwendig, weil Verformungen der Maschinenstruktur sonst die Genauigkeit der Bearbeitung beeinträchtigen würden.

Auf diesem Teil der Werkzeugmaschine werden die übrigen Baugruppen montiert, doch das Tragen dieser Komponenten ist nicht die einzige Aufgabe des Betts. Es muss auch die Schnittkräfte aufnehmen und die einwandfreie Bewegung der Maschinenteile (etwa der Schlitten) ermöglichen. Denn neben seiner Funktion als Basis und Struktur der Maschine ist das Bett auch das Element, auf dem sich die beweglichen Teile verfahren. Das können die Schlitten oder der Tisch sein. Die Vorschub- und Rückzugsbewegung erfolgt über Führungen, die auf dem Bett montiert sind und spezielle Auflageflächen bilden.

Arten von Maschinenbetten

Trotz ihrer Steifigkeit müssen Maschinenbetten nicht immer horizontal zum Spindelkasten angeordnet sein, sondern können je nach den Anforderungen der Maschine gebaut werden. So gibt es verschiedene Bettarten, etwa Flachbetten, Schrägbetten und das hohe Maschinenbett, das höher ist als die beiden anderen.

Die Betten unterscheiden sich je nach Werkzeugmaschine. Bei Drehmaschinen ist beispielsweise das Flachbett verbreitet; Maschinen mit dieser Bauart werden als Werkstatt-Drehmaschinen bezeichnet und können Werkstücke mit großen Abmessungen bearbeiten. Auf Schrägbettdrehmaschinen werden dagegen kleine Teile wie Fittings gefertigt.

Bei kompakteren Werkzeugmaschinen wie Fräsmaschinen, Tischbohrmaschinen und Schleifmaschinen findet man häufig ein hohes Maschinenbett, das kürzer als ein horizontales Bett, aber höher ist.

Hohes Maschinenbett: Abmessungen und technische Anforderungen

Wie bereits erwähnt, wird das hohe Maschinenbett meist bei kleineren Werkzeugmaschinen eingesetzt, die vertikal oder als Tischmaschine arbeiten. Welche Anforderungen muss ein Maschinenbett erfüllen, um seinen Zweck zu erfüllen? Zunächst muss dieses Bauteil die richtige Anordnung der übrigen Baugruppen der Maschine gewährleisten; das sichert die Bearbeitungsgenauigkeit.

Außerdem müssen Maschinenbetten eine hohe statische und dynamische Steifigkeit aufweisen, über Brücken und Ständer verfügen und eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß bieten – nicht nur durch die darauf laufenden Führungen, sondern auch durch die bei der Bearbeitung entstehenden Schwingungen.

Werkstoff

Die Wahl des geeigneten Werkstoffs für das Maschinenbett hängt von den Einsatzbedingungen in der Werkstatt, von der Art der Bearbeitung und allgemein von der Nutzung der Werkzeugmaschine ab. Trotz unterschiedlicher Abmessungen werden heute fast alle Maschinenbetten aus denselben Werkstoffen gefertigt:

• Grauguss. Das ist der gängigste Werkstoff für Maschinenbetten. Sind die Führungen Teil des Bettkörpers und nicht aufgesetzte Bauteile, muss das Gusseisen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen.
• Bei kleineren Maschinen, etwa für den Heimwerkerbereich, die keine schweren Bearbeitungen ausführen, kann das hohe Maschinenbett aus Gusseisen CY 18-36 mit einer Härte von HB-60-230 bestehen.
• Hat das hohe Maschinenbett eine einfache Wandkonstruktion (zwischen 10 und 30 mm Wandstärke), wird Gusseisen vom Typ CY 21-40 verwendet; steigt die Wandstärke auf 20 bis 60, kommt Gusseisen vom Typ 28-40 zum Einsatz. Mit zunehmender Wandstärke muss auch die Gusseisensorte entsprechend höherwertig sein.

Herstellung des hohen Maschinenbetts und seine Abmessungen

Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung von Maschinenbetten, unabhängig von ihrer Bauart:

• Durch Gießen: So entstehen Maschinenbetten aus Gusseisen.
• Durch Schweißen: für Betten aus Kohlenstoffstahl.

Die Wahl des Herstellungsverfahrens für das Maschinenbett hängt von den wirtschaftlichen und technischen Aspekten der jeweiligen Bauweise ab. Hohe Maschinenbetten aus Gusseisen sind zum Beispiel weniger aufwendig als solche aus Stahl und daher wirtschaftlicher; diese Technik wird bei der Serienfertigung von Maschinen am häufigsten eingesetzt.

Geschweißte Maschinenbetten werden dagegen gebaut, wenn Maschinen in kurzer Zeit hergestellt werden sollen und die Anfertigung von Gussformen für Gusseisen nicht sinnvoll ist.