Im Mittelpunkt des Messeauftritts von Rego-Fix, Tenniken/Schweiz, wird die automatische Werkzeugspanneinheit PGU 9500 stehen. An mehreren Geräten können sich Interessenten von der Funktion des Werkzeugspannsystems powRgrip überzeugen, auf das die Spanneinheit abgestimmt ist. Auf Tastendruck fixiert sie in weniger als 10 s Bohr- und Fräswerkzeuge von 0,2 bis 25,4 mm Durchmesser. Dazu setzt der Bediener nur den abgestimmten Spannadapter und dann das Werkzeug mit dem Halter in die Spanneinheit ein. Werkzeugaufnahmen stehen für alle marktgängigen Spindelschnittstellen wie SK, HSK, BT, BT+ und Capto zur Verfügung. Am eingesetzten Spannadapter erkennt die Spanneinheit PGU 9500 selbsttätig den passenden Spanndruck. Als besondere Vorteile von powRgrip nennt der Hersteller die sehr gute Vibrationsdämpfung dank zweier Grenzflächen, den Rundlauf der gespannten Werkzeuge kleiner als 3 µm sowie die auf 0,01 mm genaue Voreinstellung der zu spannenden Werkzeuge gegen einen einstellbaren Längenanschlag. 

Werkzeugspanneinheit 

Werkzeugspanntechnik

Hochgenau fixieren in Sekunden 

Der Spanntechnik-Hersteller Ott-Jakob, Lengenwang, zeigt Highlights aus dem Sektor der automatischen und manuellen Spanntechnik. Zudem wird laut Hersteller das Thema Industrie 4.0 eine Rolle spielen, offeriere man doch schon heute mit einer Reihe von elektronischen Assistenzsystemen (im Bild rot markiert) zukunftsfähige Konzepte für die Automatisierung in der Produktion. Als Anbieter kompletter Werkzeugspanneinheiten ist es dem Unternehmen nach eigenem Bekunden gelungen, ein modulares System zu entwickeln, das ein hohes Maß an Individualisierung ermöglicht. So wird in Mailand neben den bewährten Schnittstellen SK, HSK und PSC auch eine Neuheit zu sehen sein: Zukünftig ergänzt die auf dem Kugelprinzip basierende Spanneinheit KM4x das Leistungsspektrum. Lösungen für den manuellen Werkzeugwechsel werden in Form der Handspannsätze HSK und PSC gezeigt. Die Einzugkraft-Messgeräte-Baureihe Power-Check bildet einen weiteren Schwerpunkt auf der Messe. Zudem erwartet die Besucher ein Demonstrator des Plananlagen-Kontrollsystems Planko. Vor vier Jahren vorgestellt, ist es nun im letzten Entwicklungsstadium. 

Werkzeugspanntechnik 

Komplett und ganz individuell 

Schunk präsentiert das nach eigenen Angaben weltweit kräftigste Hydrodehnspannfutter Tendo E compact nun auch mit Schunk-Capto-Schnittstelle. Die Baugruppe vereint dem Hersteller zufolge hohe Spannkräfte und eine exzellente Schwingungsdämpfung mit einer außerordentlichen Biege- und Torsionsfestigkeit. Die Präzisionsaufnahme stelle auch bei abrupten Lastwechseln eine hohe Stabilität sicher, ermögliche eine für Hydrodehnspannfutter einzigartige Performance und sorge für brillante Oberflächen sowie für einen deutlich reduzierten Werkzeugverschleiß. 

Tendo E compact nun mit Schunk-Capto-Schnittstelle 

Hydrodehnspannfutter Tendo E compact 

Um die Rationalisierung spanender Prozesse dreht sich alles. Doch es gibt Komponenten, denen gilt zu wenig Aufmerksamkeit. Zum Beispiel den Werkzeugspannsystemen. Mit aktuellen Präzisions-Spannlösungen ist man in der Lage, schlummernde Reserven zu mobilisieren. 

Präzisions-Werkzeugspannsysteme, Prozessketten, CNC-Fräsen 

Potenzial für bessere Prozesse 

Winkelköpfe ermöglichen die Bearbeitung schwer erreichbarer Stellen am Werkstück. Es lassen sich Bohr-, Fräs- und Gewindevorgänge vereinfachen und in der Folge Zeit und Kosten einsparen.  

Modulares System mit 76 verschiedenen Typen 

Werkzeugköpfe

Werkzeuge, angetriebene

Winkelköpfe Classic Line 

Der Winkelkopf AG90 Lightweight Type mit Kegel BT30 (BIG-Plus) und fixem 90°-Winkel von BIG Kaiser ist mit einem Gewicht von weniger als 2 kg laut Hersteller einer der leichtesten Winkelköpfe der Welt und somit für den automatischen Werkzeugwechsel an kleineren Maschinen geeignet. Wie der Hersteller betont, erhöhen die eigenen Winkelköpfe Genauigkeit und Produktivität, indem sie eine vertikale, horizontale oder schräge Bearbeitung ohne Repositionierung des Werkstücks ermöglichen. Das Arbeiten in nur einer Werkzeugposition, mit einfacher Einstellung des Schneidkopfwinkels über einen Bereich von 360°, beschleunige die Produktion und vermeide Fehler durch Umrüsten. Anwender können mit den Winkelköpfen neue Bearbeitungsmöglichkeiten nutzen, ohne ihr aktuelles Bearbeitungszentrum auszutauschen. 

Für den Werkzeugwechsel an kleinen Maschinen 

Fräswerkzeuge

90°-Winkelkopf AG90 Lightweight Type 

Obwohl in der Schleiftechnik standardmäßig handbetätigte Werkzeugspanner verwendet werden, ist in den letzten Jahren deutlich der Trend zur Automatisierung zu beobachten. Automatische Werkzeugschleifmaschinen halten in der Branche immer mehr Einzug und werden zukünftig weiter an Relevanz gewinnen. Mit dem automatischen Einbauspanner HSK 25 begegnet Ott-Jakob genau dieser Entwicklung. HSK 25 eignet sich dank seiner kompakten Abmessungen hervorragend für den höheren Drehzahlbereich und ist damit eine gefragte Lösung für Anwendungen in der Schleifbearbeitung. Aus dem Bereich der manuellen Spanntechnik präsentiert Ott-Jakob den Handspannsatz ACS in verschiedenen Größenausführungen. Der für HSK konzipierte Axialspanner wurde im Hinblick auf die speziellen Anforderungen in der rotierenden Bearbeitung entwickelt. Aufgrund der kompakten Bauweise und der axial ausgelegten Betätigung besitzt ACS Eigenschaften, die insbesondere beim Einsatz in Werkzeugschleifmaschinen zur Geltung kommen. Darüber hinaus verfügt der Spannsatz über einen Selbsthemmungsmechanismus, der eine sichere Funktionsweise während des Betriebes gewährleistet. 

Von der manuellen Standardlösung  zum automatischen Einbauspanner 

Im Mittelpunkt des GrindTec-Auftritts der Lauffener Spanntechnik-Experten Schunk steht das Werkzeugschleiffutter Prismo3, ein präziser Allrounder für das automatisierte Produktionsschleifen und Nachschärfen von Werkzeugen. Es ist dafür konzipiert, per Direktspannung, also ohne den Einsatz von Spannzangen oder Zwischenbüchsen, im fliegenden Wechsel stufenlos sämtliche Schaftdurchmesser zwischen 3 mm und 20 mm zu spannen. Das ausgeklügelte High-End-Futter überzeugt mit seinem großen Spannbereich, einer optimierten Störkontur und dem ausgeklügelten Spannprinzip. 

spanntechnik 

Werkstückspanntechnik, spanend

Im fliegenden Wechsel 

Die Haimer GmbH, Igenhausen, hat sich vom Hersteller von Präzisionsteilen zum Experten im Bereich der Schrumpf- und Auswuchttechnik und schließlich zum Komplettanbieter weiterentwickelt, der auch Vollhartmetall-Werkzeuge selbst entwickelt und produziert. An erster Stelle steht bei allen Produkten und Aktivitäten die hohe Qualität – das machte Haimer bei einer Open House-Veranstaltung deutlich. Zum ersten Mal öffnete das mittelständische Familienunternehmen seine Tore und lud Kunden sowie Interessenten vom 26. bis 30. April zum Open House ein. Mehr als 1000 Fachbesucher aus 28 Ländern nahmen die Möglichkeit eines Besuchs in Igenhausen wahr. Rundgänge durch die in den letzten Jahren neu errichteten beziehungsweise modernisierten Produktionshallen wurden von einem Fachvortragsprogramm aus dem Bereich Werkzeugmaschinen, Werkzeuge und Peripherie flankiert. 

Anwenderzentrum und Werkzeugschleiferei im Fokus 

Hartmetallwerkzeuge

Werkzeugmess-, -wucht und -voreinstellgeräte

Open House bei Haimer 

Ein exakter, schwingungsarmer Fräswerkzeug-Rundlauf ist die Voraussetzung für eine Präzisionszerspanung ohne abschließendes Schleifen oder Erodieren. Schlüsselkomponente ist dabei das Werkzeugspannsystem. Tests belegten nun die Vorzüge des Polygonprinzips. 

Werkzeugspannung, Feinschlichten, Polygonspanntechnik 

Auf den Halter kommt es an 

Neue Drehdurchführung, Komplettsystemlösung für KM4X 

AMB 2016: Ott-Jakob Spannsysteme 

Die Balluff GmbH, Anbieter für die industrielle Automation im Bereich Sensorlösungen und Systeme, präsentiert auf der AMB in Stuttgart zahlreiche Highlights. 

Highlights im Bereich Sensorlösungen und -systeme 

Automatisierungstechnik

RFID Teileidentifikation

AMB 2016: Balluff präsentiert Neuheiten 

Der Werkzeugspannsystem-Spezialist Rego-Fix AG nutzt die AMB zur Vorstellung des Nachrüstsystems reCool für innere Kühlschmiermittelzufuhr (IKZ). In der aktuell optimierten Ausführung eignet es sich für rotierende Werkzeuge ab 3 mm Durchmesser. 

IKZ-Nachrüstsystem 

Einfach auf ›innere Zufuhr‹ umstellen 

Am 21. und 22. Juni präsentierten Starrag und Haimer ihre Kompetenzen rund um die fünfachsig simultane Fertigung schwer zerspanbarer Freiformflächen wie Turbinenschaufeln. 

Turbine Technology Days von Starrag und Haimer 

5-Achs-Bearbeitungszentren

Schaufeln und Blisks fünfachsig fertigen 

Steigende Spindeldrehzahlen stellen die Werkzeugspannung vor neue Herausforderungen. Nur wenn Faktoren wie Unwucht, Geometrie oder Vibration bestmöglich in der Spannlösung berücksichtigt werden, lässt sich die Leistung moderner Zerspanungstechnik ausschöpfen. 

Werkzeugspanntechnik, HSC-Bearbeitung, Hochpräzisionsbearbeitung 

Toolholding − Tipps für eine hochproduktive Bearbeitung 

Die Effekte einer ganzheitlichen Systemgestaltung zeigt ein aktueller Anwendungsfall.  Mit der Integration in ein Hydrodehnspannfutter SK 40 Plan von Gewefa kamen die Vorteile des Trochoidalfräsers 175 ER von Wunschmann auf einem Axa-Zentrum voll zur Geltung.

Ganzheitlichkeit ist schon seit etlichen Jahren eines der zentralen Schlagworte, wenn es um die Gestaltung effizienter spanender Fertigungsprozesse geht. Doch die Wirksamkeit eines solchen Konzepts entscheidet sich im Endeffekt erst in der Praxis. Anhand eines aktuellen Anwendungsfalls lässt sich die Richtigkeit dieser Erkenntnis einmal mehr belegen. Dabei geht es um das Zusammenwirken von Präzisionswerkzeug, Werkzeugspanneinrichtung und Werkzeugmaschine.

»Beim Zerspanen sollte man immer alle beteiligten Komponenten aufeinander abstimmen, wenn man ein optimales Ergebnis in Bezug auf Standzeit, Maßhaltigkeit und Oberflächengüte  haben will«, erläutert Rainer Pfister,  Geschäftsführer von Gewefa, einem renommierten Hersteller von Spannwerkzeugen in Burladingen auf der Schwäbischen Alb in Baden-Württemberg.

Rainer Pfister leitet den Familienbetrieb Gewefa, der von seinem Vater im Jahr 1949 gegründet wurde, schon seit fast 40 Jahren. Und der Ingenieur weiß, dass das beste Präzisionswerkzeug nichts nützt, wenn das Spannfutter als Schnittstelle zwischen Werkzeugschneide und Werkzeugmaschinenspindel nicht optimal passt.

Das Werkzeug wurde konzipiert für anspruchsvolle Werkstoffe

Im vorliegenden Praxisfall sollte in ein Werkstück aus schwer zerspanbarem Nitrierstahl (34CrAlNi7) eine Nut von 1160 mm Länge, 20 mm Breite und 6,5 mm Tiefe gefräst werden. Der hier vorliegende legierte Nitrierstahl zeichnet sich durch eine große Oberflächenhärte und eine hohe Verschleißfestigkeit aus. Charakteristische Anwendungsbeispiele für diesen Werkstoff sind schnelllaufende Spindeln, Wellen, Lehren, Feinmessgeräte oder Steuer- nocken. Vorrangig solche Branchen wie der Maschinen- und Anlagenbau und die Automotive-Industrie schätzen  Nitrierstahl überaus aufgrund seiner besonderen Qualitäten.

»Mit unserem Trochoidalfräser 175 mit Eckenradius haben wir das richtige Zerspanungswerkzeug für so einen anspruchsvollen Werkstoff«, sagt Stephan Wunschmann, Geschäftsführer des Präzisionswerkzeugherstellers Wunschmann aus dem baden-württembergischen Rottenburg. »Aber damit der Zerspaner das Maximum aus dem Werkzeug rausholen kann, muss alles stimmen: Werkzeug, Aufnahme, Spindel, Maschine. Vor allem dann, wenn der Fräsweg, wie in diesem Fall, über einen Meter lang ist.«

Grundsätzlich ist der Trochoidalfräser 175 ER erhältlich mit 18 bis 70 mm Schneidenlänge und mit einem Eckenradius zwischen 0,25 und 0,5 mm. Seine HE-S-Beschichtung ist besonders temperatur- und oxidationsbeständig. Das Präzisionswerkzeug hat groß  dimensionierte, polierte Spanräume und einen stabilen Kern. Aufgrund  seines variablen Drallwinkels werden Vibrationen und Schwingungen während des Zerspanprozesses minimiert; das Resultat sind lange Werkzeugstandzeiten, wie der Hersteller betont.

Bei Gewefa verwendet man den Trochoidalfräser 175 ER von Wunschmann auf einem großen Fahrständer-Bearbeitungszentrum vom Typ VHC des Herstellers Axa. Es handelt sich dabei um eine beeindruckende Werkzeugmaschine mit einem Verfahrweg in X-Richtung von 4000 mm und einer leistungsstarken Schwenkspindel (Leistung maximal 40 kW, Drehmoment 191 Nm beziehungsweise optional 255 Nm). Fixiert ist das Fräswerkzeug in einer Werkzeugaufnahme der Ausführung Gewefa SK 40 mit Plananlage.

Ein ruhiger Fräsprozess verlängert die Werkzeugstandzeit

Im ersten Versuch wurde das Fräswerkzeug, in diesem Fall mit einem Durchmesser von 16 mm, in einem Spannzangenfutter SK 40 mit Plananlage gespannt. Die Schnittgeschwindigkeit lag bei 80 m/min, der Wert für den Vorschub bei 0,16 mm/min.

 Mit der im Fertigungsprozess erzielten Maßhaltigkeit und der Oberflächengüte waren die Zerspanfachleute im Großen und Ganzen zufrieden. »Aber der Geräuschpegel beim Fräsen der Nut erschien mir sehr hoch; das hat richtig gepfiffen«, berichtet Gewefa-Geschäftsführer Rainer Pfister, der bei solchen Versuchen gerne selbst an der Maschine steht. »Also hab’ ich mir gedacht: Versuch’s mal mit unserem Hydrodehnspannfutter SK 40 mit Plananlage.  Und siehe da: Das Pfeifgeräusch ist verschwunden, der Fräsverlauf über die gesamten 1160 mm absolut ruhig.«

Mit Hydrodehnspannfuttern ist das Rüsten unabhängig von Ort und Zeit

Was sind die technischen Gründe für dieses bessere Fräsverhalten? »Die Plananlage im Hydrodehnspannfutter sorgt beim Fräsen, aber auch beim Drehen, für mehr Steifigkeit, weniger Vibrationen und damit für mehr Genauigkeit und höhere Standzeiten«, erklärt Rainer Pfister. »Als Hersteller von Spannfuttersystemen wissen wir seit Langem um die Vorteile von Hydrodehnaufnahmen mit Plananlage. Und jetzt stellen wir fest, dass sich das  immer mehr in der Zerspanungswelt herumspricht.«

Hydrodehnspannfutter sind keine Erfindung von Gewefa, aber der Burladinger Hersteller baut seit Jahrzehnten hochwertige Spannfutter und verspricht seinen Kunden eine höhere Maßhaltigkeit, exzellentere Oberfläche und längere Standzeiten beim Drehen und Fräsen als mit üblichen Fertigungsmitteln. Des Weiteren führt der Einsatz der Hydrodehntechnik zu einer durchschnittlichen Reduktion der Rüstzeit um rund 75 Prozent gegenüber einem normalen Schrumpffutter. Nutzt man ein Hydrodehnspannfutter, werden keine Schrumpfgeräte benötigt, und der Rüstvorgang ist unabhängig von Ort und Zeit − ein unschätzbarer Vorteil im hektischen Zerspanungsalltag.

Hochgenaues Hydrodehnprinzip mit Plananlage als ideale Lösung

Den exakt zentrischen und damit spielfreien Sitz des Fräswerkzeugs stellt das Hydrauliksystem sicher. Bekanntlich befindet sich in den Hohlräumen der Werkzeugaufnahme ein Hyrauliköl. Wird der Druck im System mit der Verstellschraube erhöht, werden die innen liegenden Seitenwände fest um den Werkzeugschaft gepresst. Die Druckverteilung ist an jedem Punkt exakt identisch – wie in allen hydraulischen Systemen. Gleichmäßiger kann man also ein Präzisionswerkzeug eigentlich nicht spannen. Aber es kommt hinzu: In der Ausführung mit Plananlage wird das Hydrodehnfutter nochmals steifer und prozesssicherer.

Im vorliegenden Anwendungsfall  ist das SK-40-Hydrodehnspannfutter mit Plananlage nach Ansicht aller am Projekt Beteiligten quasi die perfekte Schnittstelle zwischen dem hochgenauen Trochoidalfräser und der Hochleistungsspindel des Axa-Bearbeitungszentrums. Der leichtere SK-40-Schwenk-Spindelkopf verfügt darüber hinaus über eine deutlich geringere Massenträgheit. Das hat den Vorteil, dass auch der Schwenkkopf am Bearbeitungszentrum kleiner ausgelegt werden kann, und zwar in der Dimension SK 40 statt in SK 50. Dieser Umstand wirkt sich wiederum unmittelbar positiv auf die Kosten aus.

»Die Werkzeugschnittstelle muss rutschfrei durch Kraft- und Formschluss Drehmomente und Kräfte übertragen; die statische Steifigkeit sollte so hoch wie möglich sein.« Das schreibt der emeritierte Professor der Universität Stuttgart Dr.-Ing. Dr. h.c. Uwe Heise mit seinen Co-Autoren Dipl.-Ing. Jürgen Graef und Dipl.-Ing. Jürgen Fronius in einem Fachaufsatz über Schnittstellen in der CNC-Bearbeitung aus dem Jahr 1998.

Diesen grundsätzlichen Erkenntnissen kann Key Account Manager Andreas Mayer von Axa, dem Werkzeugmaschinenhersteller, nur zustimmen. Er verfügt als Techniker über 30 Jahre  Erfahrung in der Zerspanung, der Kundenberatung und der Maschinenauslegung: »Was nützt uns die beste Maschine, wenn die Genauigkeit und die Prozesssicherheit auf dem Weg zur Schneide auf der Strecke bleiben? Als renommierter, deutscher Maschinenhersteller freuen wir uns deshalb über solche Projekte, bei denen durch ein ideales Zusammenspiel von Bearbeitungszentrum, Spannsystem und Zerspanungswerkzeug ein optimales Zerspanungsergebnis erzielt wird.«

Alle Projektbeteiligten sollten gemeinsam an der Lösung arbeiten

Dieses Anwendungsbeispiel belegt eindrucksvoll: Wer hochwertige Bauteile zu wettbewerbsfähigen Stückkosten herstellen muss, sollte darauf achten, dass sämtliche Komponenten des Fertigungsprozesses – die CNC-Werkzeugmaschine, das Präzisionswerkzeug und das Spannsystem – bestmöglich aufeinander abgestimmt sind. Warum also sollten sich nicht von Beginn eines Prozessplanungsprozesses an Maschinenhersteller, Werkzeughersteller und Spannsystemlieferant gemeinsam an einen Tisch setzen, um Lösungen zu finden?

GEWEFA GmbH & Co. Josef C. Pfister Präzisions-Werkzeugfabrik

www.gewefa.de

AXA - Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH 

www.axa-maschinenbau.de

Wunschmann GmbH Werkzeugschärferei 

www.wunschmann.de

Kraas & Lachmann Werbeagentur GmbH  

www.kraas-lachmann.com

Ausgabenartikel

Nehmen Ganzheitlichkeit bei ihren Planungen als Maßstab: die Zerspanexperten  Rainer Pfister (links) von Gewefa und Stephan Wunschmann von Wunschmann, hier Gewefa-Spannsysteme begutachtend

Ein Duo mit dem Ziel einer  maximalen Prozesssicherheit:  der Trochoidalfräser 175 ER von Wunschmann und das Hydrodehnspannfutter SK 40 Plan von Gewefa

 Fahrständer-Bearbeitungszentrum  Axa VHC mit 4000 mm X-Verfahrweg und 40-kW-Schwenk spindel, auf dem das Fräser-Hydrodehnspannfutter-Duo seine Stärken ausspielt

Hauptartikel

Gewefa wurde 1949 von Josef C. Pfister in Burladingen auf der schwäbischen Alb gegründet und fertigt mit zurzeit rund 120 Beschäftigten hochwertige Spannsysteme für die Metallbearbeitung. Das umfangreiche Komplettprogramm an Spannsystemen umfasst praktisch alle in der Zerspanung üblichen Spannfutterarten. Mit ausgeprägter Fertigungstiefe werden sämtliche Werkzeughalter am Firmenstammsitz in Burladingen hergestellt.

<a href="http://www.gewefa.de">www.gewefa.de</a>

Seit 1976 fertigt Wunschmann Präzisionswerkzeuge für die Metallzerspanung. Dabei reicht das Programm von Vollhartmetallfräsern und -bohrern für diverse Zerspanaufgaben und Werkstoffe über modifizierte Standardwerkzeuge bis hin zu maßgeschneiderten Tools. Hinzu kommt ein Nachschärf-Service für Vollhartmetallfräser aller Fabrikate nach Originaldaten sowie für HSS- und HSSE-Metallkreissägeblätter. Bei Wunschmann legt man nach eigenem Bekunden großen Wert auf persönlichen Service und das direkte Gespräch.

Wunschmann GmbH 72108 Rottenburg-Hailfingen Tel. +49 7457 8059  <a href="http://www.wunschmann.de">www.wunschmann.de</a>

Axa, gegründet 1965, ist ein Familienunternehmen, das heute in zweiter Generation in Schöppingen (Westmünsterland) geführt wird und als ein etablierter Player in seiner Branche gilt. Mit rund 370 Mitarbeitern entwickelt, konstruiert und fertigt Axa Werkzeugmaschinen und maßgeschneiderte Produktionsanlagen. Ob Komplettlösungen für Anwender in der Großindustrie, Sonderlösungen für kleinere Zulieferbetriebe oder komplette Systemlösungen für komplexe Herausforderungen: Alle Axa-Bearbeitungszentren sind  individuell auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten.

<a href="http://www.axa-maschinenbau.de">www.axa-maschinenbau.de</a>

Spanntechnik

ausgabe 02/2021

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