mini|hochkant|Längsdrehen: Werkzeugbewegung parallel zur Rotationsachse mini|hochkant|Formdrehen: Werkzeugbewegung parallel zur Rotationsachse und senkrecht dazu mit elektronischer NC-Steuerung (Numerical Control) Das Drehen ist gemeinsam mit dem Bohren, Fräsen und Schleifen eines der wichtigsten Fertigungsverfahren der Zerspanungstechnik. Wie bei allen diesen Verfahren werden von einem Werkstück Späne abgetrennt, um die gewünschte Form zu erzeugen. Beim Drehen rotiert das Werkstück – das Drehteil – um seine eigene Achse, während das Werkzeug – der Drehmeißel – die am Werkstück zu erzeugende Kontur abfährt. Die entsprechende Werkzeugmaschine ist eine Drehmaschine. Eine rein manuelle Variante wie beim Schleifen und Bohren gibt es nicht, bei weicheren Werkstoffen kann aber das Werkzeug mit der Hand geführt werden. Grundsätzlich lassen sich alle zerspanbaren Werkstoffe drehen. Besonderheiten zum Drehen von Holz finden sich unter Drechseln. Berufe, die sich mit dem Drehen befassen, sind der Drechsler für die Holzbearbeitung und der Dreher, der inzwischen gemeinsam mit dem Fräser vom Zerspanungsmechaniker abgelöst worden ist. Betriebe oder Abteilungen von Betrieben, die sich hauptsächlich dem Drehen widmen, werden als Dreherei bezeichnet.

Da bei den Drehmeißeln sämtliche Winkel und Radien der Schneide bekannt sind, zählt das Drehen zur Gruppe Spanen mit geometrisch bestimmter Schneide, zu der auch das Bohren und Fräsen zählen.

Das Drehen ist seit dem Altertum bekannt und war während der industriellen Revolution von Bedeutung zur Herstellung von überwiegend runden Teilen wie Schrauben und Spindeln für die Textilindustrie. Heute wird es für die Herstellung von Achsen, Wellen und Flanschen sowie allgemein rotationssymmetrischen Teilen eingesetzt.

Die erreichbaren Genauigkeiten bezüglich Abmessungen, Formen und Oberflächenrauheit sind wie bei den meisten zerspanenden Verfahren vergleichsweise gut. Die Werkstücke sind nach dem Drehen entweder einbaufertig oder müssen nur noch durch Schleifen fertigbearbeitet werden.

Das Drehen wird in zahlreiche Verfahrensvarianten eingeteilt. Wird der Drehmeißel parallel zur Rotationsachse des Werkstückes bewegt (Runddrehen oder Längsdrehen), so entstehen zylindrische Formen. Wird er dagegen senkrecht zur Rotationsachse bewegt, ergeben sich ebene Formen (Plandrehen). Außerdem gibt es Varianten für die Gewindefertigung oder für beliebige rotationssymmetrische Formen (z. B. Kegel oder Kugeln). Für größere Serien geeignet ist das Profildrehen mit Werkzeugen, die die zu fertigende Form als Negativ enthalten. Gedreht werden neben Außenflächen auch Innenflächen an Hohlkörpern. Die beim Drehen verwendeten Spannmittel sind verfahrenstypisch und werden kaum anderweitig benutzt. Dazu zählen unter anderem Drehfutter, Spannzangen und Zentrierspitzen.

Die allgemeinen Grundlagen der Zerspantechnik betreffen die zerspanenden Fertigungsverfahren gleichermaßen, sodass das Drehen hinsichtlich Drehmeißelverschleiß, Standzeiten, Energieumwandlung und Wärme keine Besonderheiten aufweist. Hierzu siehe Verschleiß (Spanen), Standzeit (Zerspanen) und Energieumwandlung und Wärme beim Spanen.

Definitionen mini|Schäldrehen mini|links|hochkant=0.8|Fräsen

Das Drehen wird häufig als ein spanendes Fertigungsverfahren definiert, bei dem das Werkstück durch seine Rotation die Schnittbewegung erzeugt und das (einschneidige) Werkzeug die Vorschubbewegung. Diese Definition ist in fast allen Fällen korrekt. Sie kann als erster Überblick über die Verfahren und als Abgrenzung gegenüber dem Fräsen dienen. Das Fräsen wird im Gegensatz dazu als ein Verfahren definiert, bei dem das (meist mehrschneidige) Werkzeug rotiert und das Werkstück steht.Herbert Schönherr: Spanende Fertigung. Oldenbourg, 2002, S. 67.Industrielle Fertigung – Fertigungsverfahren, Mess- und Prüftechnik. Verlag Europa-Lehrmittel, 5. Auflage, 2011, S. 231.Heinz Tschätsch: Praxis der Zerspantechnik. Verfahren, Werkzeuge, Berechnung. 11. Auflage, Springer Vieweg, Wiesbaden 2014, S. 41.

Wälzdrehen und Schäldrehen sind im Unterschied zu dieser Definition Sondervarianten, bei denen sich die Werkzeuge drehen. Beim Wälzdrehen dreht sich das Werkzeug mit der Vorschubbewegung senkrecht zum Werkstück, um sein Profil auf ihm abzubilden, und beim Schäldrehen drehen sich die (mehrschneidigen) Werkzeuge insgesamt um ein stehendes Werkstück. Der wesentliche Unterschied zum Fräsen liegt darin, dass beim Drehen die Rotationsachse der Schnittbewegung mit der Symmetrieachse des Werkstücks identisch ist, während beim Fräsen diese Rotationsachse im Werkzeug liegt. In der DIN 8589, die alle spanenden Fertigungsverfahren definiert, steht daher Folgendes:

Drehen ist Spanen mit geschlossener (meist kreisförmiger) Schnittbewegung und beliebiger Vorschubbewegung in einer zur Schnittrichtung senkrechten Ebene. Die Drehachse der Schnittbewegung behält ihre Lage zum Werkstück unabhängig von der Vorschubbewegung bei.Zitiert nach: Uwe Heisel, Fritz Klocke, Eckart Uhlmann, Günter Spur (Hrsg.): Handbuch Spanen. 2. Auflage, Hanser, München 2014, S. 150.

Diese Definition findet sich auch häufig in der Fachliteratur.Uwe Heisel, Fritz Klocke, Eckart Uhlmann, Günter Spur (Hrsg.): Handbuch Spanen. 2. Auflage, Hanser, München 2014, S. 150.Reinhard Koether, Wolfgang Rau: Fertigungstechnik für Wirtschaftsingenieure. Hanser, 4. Auflage, 2012, S. 146.Fritz Klocke, Wilfried König: Fertigungsverfahren Band 1: Drehen, Fräsen, Bohren. Springer, 8. Auflage, 2008, S. 417.Metalltechnik Fachbildung. Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, 2. Auflage, 1993, S. 80. Sie ist meist mit dem Hinweis verbunden, dass in der industriellen Praxis fast immer das Werkstück die Schnittbewegung vollführt.Alfred Herbert Fritz, Günter Schulze (Hrsg.): Fertigungstechnik. Springer, 9. Auflage, 2010, S. 289. Mit dem Ovaldrehen gibt es eine Variante, bei der die Schnittbewegung nicht kreisförmig, aber dennoch in sich geschlossen ist.

Im englischsprachigen Raum versteht man unter turning (wörtlich: „Drehen“) nur das Außendrehen. Das Innendrehen wird als boring bezeichnet.Liang, Shih: Analysis of Machining and Machine Tools. Springer, 2016, S. 4.Vgl. auch :en:Turning und :en:Boring (manufacturing). Beide Verfahren werden manchmal als lathe processes (wörtlich: „Drehmaschinen-Prozesse“) bezeichnet; dazu zählt allerdings auch das Bohren, da auf einer Drehmaschine ohne Zusatzeinrichtungen auch gebohrt werden kann.Trent, Wright: Metal Cutting. Butterworth Heinemann, 2000, 4. Auflage, S. 9, 12 f.

Geschichte

Das Drehen ist ein sehr altes Fertigungsverfahren, das aus der Bronzezeit stammt. Mit dem Bohren, Schleifen, Sägen und Schaben gibt es jedoch eine Reihe von Verfahren der Zerspantechnik, die bereits seit der Steinzeit bekannt sind.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 36. Für das Bohren und Schleifen gab es erste Maschinen. Etwa zeitgleich mit dem Drehen entstand auch das Feilen und Raspeln;Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 42, 45 f. innerhalb der Zerspantechnik ist lediglich das Fräsen jünger, das im 19. Jahrhundert entstand.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 168, 286.

Im Mittelalter gab es eine Reihe von Verbesserungen an den Drehmaschinen, die die Produktivität erhöhten. Im 17. Jahrhundert wurde das Drehen im Kunsthandwerk beliebt, und im 17. und 18. Jahrhundert gab es Neuerungen in der Uhrmacherei und der Feinmechanik, die die Genauigkeit erhöhten und im Zuge der Industrialisierung auch in den allgemeinen Maschinenbau übernommen wurden. Gedreht wurden Teile für Dampfmaschinen, die Eisenbahn, Textilmaschinen und andere Werkzeugmaschinen. Wichtige Teile waren Schrauben und Spindeln, die in großen Stückzahlen benötigt wurden. Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde das Drehen zunächst durch elektrische Steuerungen und dann durch CNC-Steuerungen weiter automatisiert.

Altertum mini|Zugschnurdrehbank aus dem Grab des Petosiris, ca. 300 v. Chr. Das Drehen hat sich im letzten Jahrtausend v. Chr. aus dem Bohren entwickelt und war den Kulturen um das Mittelmeer und des Alten Orients bekannt, wie aus dieser Zeit erhaltene Werkstücke zeigen, die von den Etruskern, aber auch aus Bayern stammen. Eine Abbildung am Grab des ägyptischen Priesters Petosiris aus dem 3. Jahrhundert v. Chr.Gustave Lefèbvre: Le tombeau de Petosiris, Troisième partie: vocabulaire et planches. Institut Français, Kairo 1923, planche X, S. 423 (unten links). zeigt das Drehen mittels Zugschnurdrehbank.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 25, 39. Ein Arbeiter zog mit den Händen abwechselnd beide Enden einer Schnur, die ein Werkstück umschlingt, sodass das Werkstück eine links- und eine rechtsläufige Drehung vollführte. Ein zweiter Arbeiter führte das Werkzeug. Genutzt wurden sie vor allem zur Bearbeitung von Holz sowie Elfenbein, Horn, Alabaster und Bronze.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 39. Die Maschinen bestanden aus einem etwa kniehohen Rahmen, in dem sich eine senkrecht stehende Spindel drehen konnte, auf der sich das Werkstück befand. Gearbeitet wurde im Hocken, was der damals üblichen Arbeitsweise entsprach.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 39. Die Werkzeuge waren vermutlich aus Bronze.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 25, 39.

Verbreitung In Ägypten wurde das Drehen genutzt, wie auch bei den Babyloniern, Assyrern und Phöniziern. Gleichermaßen beherrschten Griechen und Römer die Technik.Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser, München/Wien 1991, S. 46. Die Kelten beherrschten das Drehen nachweislich seit dem 7. Jahrhundert v. Chr. Auch bei den Germanen war die Technik bekannt. Gedrehte germanische Holzfüße sind aus dem 3. Jahrhundert v. Chr. nachgewiesen.Günter Spur: Vom Wandel der industriellen Welt durch Werkzeugmaschinen. Carl Hanser, München/Wien 1991, S. 46, 62, 66, 91, 115 f., 146, 201, 291, 308, 427.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 39, 56, 82. Der Römer Vitruv erwähnt in seinem 24 v. Chr. entstandenen Werk De ArchitecturaFranz Reber: Des Vitruvius Zehn Bücher über Architektur. Kraiss & Hoffmann, Stuttgart 1865, S. 347. „zwei auf einer Drehbank angefertigte Achsen in einem Holzrahmen“ (Vitr. 10.15.4). Wie die römische Drehbank ausah, ist nicht bekannt. Die einzige erhaltene Abbildung auf einem Sarkophag aus dem 2. Jahrhundert zeigt nur ein Fragment.Roger B. Ulrich: Roman Woodworking. Yale Univ. Press, London 2007, S. 39. Die Maschine wurde mit einem Fidelbogen angetrieben und besaß eine Schwungscheibe. Oreibasios, ein Leibarzt eines Kaisers, soll 382 n. Chr. eiserne Muttern gedreht haben.Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel. Carl Hanser, München/Wien 1979, S. 45.

Mittelalter mini|Früheste mittelalterliche Darstellung einer Drehbank, 13. Jh.