Hartdrehen

Beim Hartdrehen handelt es sich um ein hochpräzises Zerspanungsverfahren zur Endbearbeitung gehärteter Werkstoffe über 45 HRC.

Das Werkstück rotiert in einer CNC-gesteuerten Spannvorrichtung, während ein extrem verschleißfester Schneidstoff – meist CBN (kubisches Bornitrid) oder Keramik – die Oberfläche bearbeitet. Dadurch entsteht eine Schleifqualität in nur einem Bearbeitungsschritt.

Im Unterschied zum Schleifen bietet das Hartdrehen eine deutlich höhere Flexibilität bei Geometrien, da Plan-, Innen-, Außen- und Gewindeflächen in einer Aufspannung bearbeitet werden können. Die Prozesskette wird verkürzt, der Energieverbrauch sinkt, und auch die Trockenbearbeitung ist möglich. Damit ist das Verfahren besonders wirtschaftlich für komplexe rotationssymmetrische Bauteile mit hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit, Formgenauigkeit und Oberflächengüte.

Hartdrehen wird eingesetzt für gehärtete Stähle und Sonderlegierungen mit Härtebereichen zwischen 45 und 68 HRC. Typische Materialien sind:

• Lagerstähle: 100Cr6 (1.3505), 16MnCr5 (1.7131)
  
• Werkzeugstähle: X155CrVMo12-1 (1.2379), X38CrMoV5-1 (1.2343)
  
• Vergütungsstähle: 42CrMo4 (1.7225), 34CrNiMo6 (1.6582)
  
• Nickel- und Titanlegierungen: Inconel 718, Ti-6Al-4V
  
• Hartbeschichtete Oberflächen: TiN, CrN, AlTiN
  

Zum Einsatz kommen CBN-Schneidplatten, wenn Härten über 55 HRC erreicht werden, sowie Keramikschneidstoffe (Al₂O₃ + TiC) für hochwarmfeste Anwendungen.

Durch optimierte Schnittwerte, Spanwinkel und Kühlstrategien entstehen verschleißarme Prozesse mit konstanten Oberflächenqualitäten. Je nach Werkstoff liegen die Schnittgeschwindigkeiten zwischen 100 – 200 m/min, bei Vorschüben von 0,05 – 0,15 mm/U und Schnitttiefen von 0,1 – 0,3 mm.

Durch modernste CNC-Hartdrehzentren mit hydrostatischen Führungen, präzisionsgeschliffener Spanntechnik und temperaturstabilen Maschinenbetten sind heute Genauigkeiten erreichbar, die früher ausschließlich Schleifprozessen vorbehalten waren.

• Maßtoleranzen: bis ± 0,005 mm
  
• Form- und Lagetoleranzen: nach ISO 1101
  
• Oberflächenrauheit: Ra = 0,2 – 0,4 µm
  

Inline-Messsysteme und SPC-geregelte Prozessüberwachung sichern diese Werte auch bei Serienfertigungen.

Besonders bei gehärteten Funktionsflächen wie Lager- oder Dichtstellen ermöglicht Hartdrehen eine gleichbleibende Qualität über lange Laufzeiten hinweg.
Zusätzliche Vorteile entstehen durch temperaturkompensierte Messsysteme, die Werkzeugverschleiß automatisch korrigieren und die Maßhaltigkeit über gesamte Chargen sicherstellen.

Das Hartdrehen ist überall dort wirtschaftlich, wo hohe Oberflächengüte und Maßhaltigkeit bei gehärteten Komponenten gefordert sind, aber das klassische Schleifen zu aufwendig wäre. Es reduziert Prozessketten, da Planen, Außendrehen, Gewindeschneiden und Feinbearbeiten in einem Spannvorgang kombiniert werden. Dadurch entfallen Umspannzeiten, Rüstkosten und sekundäre Schleifprozesse – die Fertigung wird schneller, flexibler und energieeffizienter.

Typische Anwendungsbranchen:

• Automotive & Antriebstechnik: Ventilsitze, Synchronringe, Zahnräder
  
• Lagerindustrie: Innen- und Außenringe, Laufbahnen
  
• Werkzeug- & Formenbau: Einsätze, Führungsstifte, Matrizen
  
• Maschinenbau: Wellen, Kupplungsteile, Kolbenführungen
  
• Energie- & Turbinentechnik: hochbelastete Rotor- und Lagerkomponenten
  

Das Hartdrehen verbindet die Präzision des Schleifens mit der Produktivität der Zerspanung – ideal für Serienfertigung gehärteter Präzisionsteile.

Die Qualitätssicherung erfolgt mehrstufig und digital rückverfolgbar. Jedes Bauteil wird nach ISO 4287 (Rauheit), ISO 1101 (Form & Lage) und DIN 50150 (Härteprüfung) kontrolliert.

Zur Anwendung kommen:

• 3D-Koordinatenmessmaschinen (z. B. Zeiss Contura)
  
• Optische Messsysteme zur Inline-Kontrolle von Kontur und Rundlauf
  
• Rauheits- und Härteprüfgeräte mit SPC-Anbindung
  
• CAQ-Systeme mit automatischer Rückverfolgung gemäß EN 10204-3.1
  

Die Ergebnisse werden im Fertigungsprozess live dokumentiert, wodurch reproduzierbare Serienqualität gewährleistet ist. In Verbindung mit IATF 16949-konformen Prozessen ermöglicht dies eine vollständige Auditfähigkeit – entscheidend für Branchen mit hohen Anforderungen an Dokumentation, Sicherheit und Rückverfolgbarkeit.