Unter dem Motto ‘Einfach.Effizient.Fertigen‘ präsentiert die Hoffmann Group in Stuttgart ihr Leistungsspektrum

16:9

Gewindewerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

HSC- / HPC-Bearbeitung

Spanende Verfahren

Messe AMB

werkstatt-betrieb.de

Fräswerkzeuge

Apps für die Zerspanung

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Toolmanagement

Werkzeugspanntechnik

Fertigungsautomation

Bohrwerkzeuge

Werkzeuge und digitale Lösungen für KMU

Wie die Hersteller von Zerspanungswerkzeugen mit ihren Produkten dem Trend zur Modularität folgen.

Anti-Vibrations-Bohrstangen wie diese des Herstellers Iscar stehen beispielhaft für eine modulare Werkzeug-Bauweise. In diesem Fall werden Werkzeugkörper und Köpfe mithilfe einer gezahnten Schnittstelle sicher verbunden

Drehwerkzeuge

Modularität zahlt sich aus

Die Stadt und der Landkreis Esslingen haben der Wohlhaupter GmbH das Ökoprofitsiegel verliehen.

Nach der Zertifikatsübergabe (von links): Landrat Heinz Eininger, kaufmännischer Leiter Bernd Schupp, Auszubildende Industriekauffrau Kübra Eser, Entsorgungsbeauftragter Andreas Draser und Hans-Georg Sigel, Baubürgermeister der Stadt Esslingen 

20:7

Mikro-Präzisionswerkzeuge

Wohlhaupter freut sich über Ökoprofitsiegel

Kennametal Inc. stellt acht Werkzeuginnovationen vor, die bei Anwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Energie und Transport ein Plus an Vielseitigkeit und Bearbeitungsleistung bieten sollen.

Kennametal will mit seinen jüngsten Produktinnovationen in verschiedenen Anwendungsfeldern für höhere Produktivität und Einsatzflexibilität sorgen

Wendeschneidplatten

Tieflochbohrer

Aller guten Dinge sind 8

Emuge-Franken präsentierte sich zur 20. GTDE-Tagung zukunftszugewandt.

Gehrhard Knienieder, Geschäftsführer von Emuge-Franken, auf der ‘Brücke‘, die zum Neubau mit seinen 20 000 m2 zusätzlicher Produktionsfläche führt. „Uns geht es gut“,  so der Firmenchef

Verzahnwerkzeuge

Pfeiffer, Frank

Blick nach vorn mit Zuversicht

BIG Daishowa zeigte auf der EMO ein breites Portfolio an innovativen Hochpräzisionswerkzeugen.

Die Palette fortschrittlicher Zerspanprodukte, die BIG Daishowa auf der EMO präsentierte, reicht von intelligenten Smart Dampern und Fräsaufnahmen über Bohrwerkzeuge, Spannzangenfutter, Hydrodehnspannfutter und Schneidwerkzeuge bis hin zu Drehwerkzeugen und weiteren Lösungen

Messe EMO

Präzision in großer Bandbreite

Müller Präzisionswerkzeuge in Sien begrüßt vier neue Auszubildende.

Geschäftsführer Mathias Schmidt (Mitte) begrüßt die neuen Müller-Auszubildenden Fabio Schoppet, Alessio Fürstenberg-Franzmann, Justin Chvat und Noman Halimi (von links)

Hartmetallwerkzeuge

Neue Azubis starten bei Müller Präzisionswerkzeuge

Welche Effekte sich für Mittelständler ergeben, wenn sie digitale Technik und klassische Wendeschneidplatten-Optimierung verbinden, zeigt der CNC-Fertiger Schmauser + Müller Metalltechnik.

1 Erzielten Erfolge mit ihrer Offenheit für ein digitales  Toolmanagement (von links) : Rainer Maurer (SM Metalltechnik), Alexander Hartl (BIG Kaiser) und Dennis Heil (SM)

Digital zum Optimum

Als bei ZTS Stadler eine 300 mm tiefe Bohrung hochpräzise in eine Hohlwelle eingebracht werden musste, löste der Lohnfertiger diese Aufgabe umgehend mithilfe seines Werkzeugpartners Ingersoll und dessen schwingungsgedämpfter Bohrstange der T-Absorber-Serie.

Wenn, wie hier bei ZTS-Zerspanungstechnik Stadler, 300 mm lange Bohrungen in Hohlwellen aus hochfester Alu-Knetlegierung eingebracht werden, bewähren sich Bohrstangen der Baureihe T-Absorber von Ingersoll Werkzeuge

Metallerzeugung und -bearbeitung

Lohnfertigung, mechanisch

Dienstleistungen

Lohnfertigung

Weitreichend vibrationsarm

Vollhartmetallbohrer mit besonderer Spitzengeometrie für Komponenten der Luft- und Raumfahrt.

Die Stirn des B21-SGL-Bohrers hat einen konstant steigenden Spanwinkel mit dem Ergebnis  einer gleichmäßigen Spanbildung, reduzierter Schnittkräfte sowie einer sehr stabilen Schneide 

Luftfahrt

Energieversorung

Luft- und Raumfahrt

Fahrzeugbau

Zerspanwerte zum Abheben

Das im Jahr 1994 gegründete Unternehmen Dürr Präzisionswerkzeuge GmbH in Öhringen gilt als Experte für die Herstellung von Bohr-, Senk- und Reibwerkzeugen

 Kegelsenker mit angepasster CCDia-AeroSpeed-Beschichtung, der standzeitmaximiert glatte Oberflächen beim Senken in CFK oder GFK erzeugt

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Kunststoff Werkstoffe

Andere Werkstoffe

Faserverbundwerkstoffe

 Optimierter Kegelsenker ist auf Composites eingestellt

Als beim OP-Tisch-Hersteller Medifa in Rastatt 320 mm tiefe Bohrungen mit einem sehr  guten Oberflächen-Innenwert Ra von 0,8 µm eingebracht werden sollten, ermöglichten das eine Whisperline-Bohrstange von Iscar und ein kleiner Kniff bei der Bearbeitungsstrategie.

1 Das Feindrehen mit einer Whisperline-Bohrstange von Iscar ist bei Medifa der zweite und letzte Prozessschritt zum Erzeugen 320 mm langer 40-mm-Bohrungen mit Ra = 8 μm in Alu-Zylindern

Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Exzellente innere Werte

Bei der Großteilezerspanung ist die Auswahl der bestgeeigneten Werkzeuge stets Teil eines ausgeklügelten Bearbeitungskonzepts, das Aspekte wie Teiletransport und Spannstrategie einschließt. Progressive Werkzeughersteller haben ihr Portfolio dieser Sachlage angepasst.

1 Ein robustes Tool-Design ist die Voraussetzung für die produktive Bearbeitung von Großteilen − so wie das der Helido-890- Linie mit ihren 88°-Planfräsern mit doppelseitigen Wendeschneidplatten

Gemacht für Mächtiges

Mit dem international angelegten TV-Show-Format „It’s Tool Time“ erhielten Interessierte am 26. November 2020 in mehreren Sessions Einblicke in die Strategie und die Ergebnisse der jüngsten Innovationstätigkeiten der Ceratizit-Gruppe – bequem vom Rechner aus und kombiniert mit der Möglichkeit, via Chat zu interagieren. Dies ist natürlich kein 1:1-Ersatz für die vermissten Präsenzmessen, ist aber so nah dran, wie unter den aktuellen Auflagen des Social Distancing möglich.

5-Achs-Bearbeitungszentren

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Bearbeitungszentren

Ceratizit mit TV-Show-Premiere „It’s Tool Time“

Wohlhaupter bringt mit dem T-A-Pro-Bohrer von Allied Machine  eine Weiterentwicklung des etablierten Typs auf den Markt.

Das T-A-Pro-Bohrsystem von Allied  Machine ermöglicht große Bohrtiefen bei hohen Schnittgeschwindigkeiten

Tief und schnell gebohrt

Wie der Trend zum Leichtbau die Werkzeugtechnik beflügelt, lässt sich anhand dreier großer Sonder-Bohrwerkzeuge verdeutlichen. Ein Tool bearbeitet E-Motoren-Gehäuse, eines Automatikgetriebe-Gehäuse und das dritte brilliert mit einem Grundkörper aus Titanlegierung.

Der Automobilbau setzt zunehmend auf Leichtbauwerkstoffe. So werden Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebegehäuse aus Aluminiumlegierungen hergestellt, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und die Dynamik zu steigern. Dieser Trend stellt hohe Anforderungen an die Fertigungstechnik und speziell an die Präzisionswerkzeuge. Das Dogma Leichtbau gilt somit auch für die Entwicklung und die Fertigung dieser Werkzeuge. Unter anderem entwickelt die Branche PKD-Werkzeuge, die speziellen Leichtbau-Fertigungsaufgaben bestmöglich angepasst sind.

Wie hoch die Anforderungen sind, die zurzeit an große Bohrwerkzeuge gestellt werden, lässt sich gut anhand aktueller Lösungen für die Elektromobilität verdeutlichen und speziell am Beispiel von E-Motor-Gehäusen (Bild 1). Diese Gehäuse werden aus unterschiedlichen Alu-Legierungen gefertigt und zumeist mit PKD-Werkzeugen bearbeitet.

Die Herausforderungen hierbei sind enorm: Verlangt wird die prozesssichere Herstellung von engen Durchmesser-Toleranzen bis IT6 sowie enger Form- und Lagetoleranzen, beispielsweise einer Koaxialitätsabweichung von weniger als  40 µm bei einer Bezugslänge von über 400 mm, die auf Umschlag bearbeitet wird. Und der Durchmesser der Statorbohrungen beträgt meist deutlich mehr als 200 mm.

Zugleich sind die verwendeten Maschinen oft dadurch limitiert, dass ihre Werkzeugschnittstelle − meist der Werkzeugwechsler − dem zulässigen Gewicht der Tools sowie dem daraus resultierenden Kippmoment Grenzen setzt. Besondere Leichtbauwerkzeuge zu entwickeln wird somit unausweichlich. Wie solche aussehen können, wird im Folgenden gezeigt.

Bei dem ersten handelt es sich um ein Sonder-Bohrwerkzeug mit Stahlgrundkörper und PKD-Schneiden, dessen Gewicht aufgrund einer lastgerechten Auslegung und des Verzichts auf nicht unbedingt erforderliches Material niedrig  gehalten werden konnte. Um die erforderliche Steifigkeit beizubehalten, waren allerdings zusätzliche Elemente erforderlich (unter anderem Streben im Inneren des Tools), die in der  Lage sind, Kräfte aufzunehmen und übermäßige Verformungen zu verhindern. Dass der konventionelle Werkstoff Stahl verwendet wurde, bestätigte sich als vorteilhaft. So ließen sich, den Wärmegang und die Schwingungsneigung betreffend, Rückschlüsse aus dem Einsatzverhalten vergleichbarer massiverer Werkzeuge mit Stahlgrundköper ziehen.

Die Spindelbelastung als ausschlaggebendes Kriterium

Auch beim Bohren von Automatikgetriebe-Gehäusen werden Durchmesserwerte bis zu 300 mm erreicht. Der große Durchmesser führt auch hier zu einem hohen Eigengewicht der Werkzeuge, sodass ein großes Kippmoment auf die Spindel wirkt und die Präzision der Bearbeitung beeinträchtigt.  Zudem führt die große Last zu einem zusätzlichen Aufwand für die Wartung und die Instandhaltung der Spindel.

Auch hier lässt sich Gewicht reduzieren, indem man leichtere Werkstoffe wie Aluminium verwendet. Ein sechsschneidiges PKD-Bohr-Sonderwerkzeug von Gühring beispielsweise ist für die Bearbeitung eines solchen Getriebegehäuses ausgelegt. Bei einem Durchmesser von 235 mm wiegt es weniger als 20 kg und reduziert das auf die Spindel und den Werkzeugwechsler wirkende Kippmoment auf 22 Nm. Das reduzierte Gewicht ermöglicht eine maximale Produktivität.

Doch trotz eines niedrigen Gewichts von weniger als 20 kg genügt auch eine Alu-Ausführung bestimmten Anforderungen nicht mehr, etwa bei noch größeren Abmessungen. Dann wirkt sich mit zunehmenden Bearbeitungskräften die im Vergleich zu Stahl niedrigere Steifigkeit des Aluminiums negativ auf das Schwingungsverhalten des Werkzeugs aus. Und findet die Bearbeitung in einer thermisch herausforderden Umgebung statt, ist zur Sicherstellung der Prozessstabilität ein  zusätzlicher Aufwand nötig, denn die Wärmeausdehnung des Aluminiums ist doppelt so groß wie die des Stahls.

Thermische Wechsel und übermäßige Temperaturgradienten sind so weit wie möglich zu vermeiden, um Abweichungen in der Maßhaltigkeit zu minimieren. So würde schon ein Temperaturanstieg von 10 °C zu einer Änderung im Durchmesser von mehr als 0,05 mm führen und damit die geforderte IT6-Toleranz überschreiten.

Für Bearbeitungen sehr großer Bohrungsdurchmesser, die nur ein niedriges Werkzeuggewicht zulassen und zugleich kritisch sind in Bezug auf die thermischen Bedingungen, setzt man deshalb auf einen in der Luft- und Raumfahrt beliebten Leichtbauwerkstoff mit hoher spezifischer Festigkeit: Titan.

Der Grundkörper des in Bild 2 gezeigten Feinbohrwerkzeugs besteht aus einer Titanlegierung. Deshalb ist das Tool sehr leicht und dennoch weniger empfindlich gegenüber wechselnden Temperaturen als übliche Werkzeuge. Um hier die maximale Steifigkeit bei möglichst geringem Material- einsatz zu erreichen, werden FEM-Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse in die Konstruktion einfließen. So realisierte Gühring eine topologisch optimierte Geometrie.

Bei dieser Geometrie gewährleisten Verstrebungen eine größtmögliche Steifigkeit und die nötige Prozesssicherheit des Werkzeugs. Zudem reduziert das niedrige Gewicht die Belastung der Spindel. Die Dichte des Titan-Grundkörpers beträgt mit rund 4,5 g/cm3 rund 40 Prozent weniger als die von Stahl, und auch die Wärmedehnung ist mit 8,6 gegenüber 10 × 10-6/K deutlich niedriger. Zudem hat die Legierung eine niedrigere Wärmedehnung als Alu mit seinen 23 × 10-6/K, ist aber steifer und hat eine höhere spezifische Festigkeit.

Für das Bearbeiten großer Bohrungen gibt es verschiedene Werkzeugkonzepte, die − je nach Randbedingungen − stets spezifische Vor- und Nachteile haben. Welches Konzept das bestgeeignete ist, lässt sich nur unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette ermitteln. Im Übrigen werden die Konzepte stetig weiterentwickelt, um auch in Zukunft den hohen Anforderungen der Anwender gerecht zu werden.

GÜHRING KG  

https://www.guehring.de

Lesen Sie außerdem in dieser Ausgabe:

<ul><li>Werkzeugmaschinen: 5-Achs-Schwerzerspanung auf Doppelspindelmaschinen im Dauerbetrieb</li><li>Fertigungsmesstechnik: Auch ohne Control-Messe können diese Innovationen Qualität sichern</li><li>Sonderteil Retrofit: Modernisierung ist eine wirtschaftliche Alternative zum Neuprodukt</li></ul>

Ausgabenartikel

1 Um die große Statorbohrung an E-Motor-Gehäusen − hier farblich hervorgehoben − eng toleriert fertigen zu können, muss das Werkzeug möglichst leicht und je nach Umfeld auch temperatur- beständig sein

2 PKD-Führungsleisten und einstellbare PKD-Schneiden tragen bei diesem Leichtbauwerkzeug mit Grundkörper aus Titanlegierung zu präzisen Bearbeitungsergebnissen bei

Hauptartikel

Gühring KG 72458 Albstadt Tel. +49 7431 17-0 <a href="http://www.guehring.com">www.guehring.com</a>

Dr. Nicolas Beer leitet Forschungsprojekte bei Gühring in Albstadt <a href="mailto:nicolas.beer@guehring.de">nicolas.beer@guehring.de</a>

Jasmin Herter ist Leiterin der Unternehmenskommunikation in diesem Unternehmen <a href="mailto:jasmin.herter@guehring.de">jasmin.herter@guehring.de</a>