Große Gusswerkstücke für Windkraftanlagen mit Fahrständermaschinen effizient fräsen

Die mechanische Bearbeitung von Großteilen gehört zum Kern-Know-how der RMT Maschinenbau GmbH in Rostock. Gemeinsam mit Fachleuten der Chemnitzer Union Werkzeugmaschinen GmbH wurde per Simulation eine effiziente Fertigungsstrategie für die Bearbeitung von 86 t schweren Maschinenträgern für 5-MW-Windkraftanlagen ermittelt. In nur drei Aufspannungen bearbeitet eine Fahrständer-Fräsmaschine Union PCR 160 die Funktionsflächen dieser großen Gusswerkstücke. Das 86 t wiegende Rohteil aus hochwertigem Guss wird von allen Seiten außen und innen bearbeitet: Flanschflächen werden gefräst, Bohrungen gesetzt und Gewinde geschnitten.

Fahrständermaschine mit 1500 mm ausfahrbarem Tragbalken

Bei der Fahrständer-Fräsmaschine PCR 160 handelt es sich um eine Fahrständermaschine mit automatischem Werkzeugwechsel und 1500 mm ausfahrbarem Tragbalken. Die Maschine bietet in der Y-Achse einen Verfahrweg von 6000 mm. Zur Reduzierung der Spannlagen besitzt die PCR 160 einen stufenlos drehbaren Aufspanntisch mit einer nutzbaren Fläche von 5000 mm × 5000 mm. Er ist mit einem Rundmesssystem ausgestattet, das eine Zustellung bis zu 0,001° ermöglicht.

Dieser Drehtisch der Fahrständer-Fräsmaschine nimmt Werkstücke auf, die bis zu 100 t wiegen. Besonderes Highlight dieses Tisches ist laut Union die integrierte Sinus-Schwenkeinrichtung, die den Tisch um ±5° ankippen kann. Auf diese Weise kann man das Maschinenständer-Gussteil, dessen Anflanschfläche für die Nabe in Bezug zur Turmachse um 5° angestellt ist, bequem und entsprechend sicher in einen rechten Winkel zur Spindel stellen.

Neben dem Drehtisch besitzt die Horizontal-Bohr- und -Fräsmaschine PCR 160 einen festen Aufspanntisch, auf dem Großwerkstücke bearbeitet werden, wenn auf dem Drehtisch ein Werkstück auf- oder abgespannt wird. Um die gespannten Werkstücke auf beiden Tischen erreichen zu können, bewegt sich der Fahrständer entlang einer 16 000 mm langen X-Achse.

Bearbeitung der Gussteile erfolgt in drei Spannlagen

Der Maschinenträger wird in nur drei Spannlagen bearbeitet. Zunächst werden die Auflageflächen gefräst, dann gebohrt und Gewinde geschnitten, so dass der Maschinenträger sicher auf den Turm gesetzt und verschraubt werden kann. Aus fertigungstechnischer Sicht ist damit eine stabile Auflage für die zweite Aufspannung geschaffen.

Nach dem Absetzen auf den Drehtisch mit der Sinus-Schwenkeinrichtung wird das Werkstück gespannt und danach der Drehtisch um 5° in Richtung Spindel gekippt, so dass die jetzt zu bearbeitende Fläche im rechten Winkel zur Spindelachse steht.

Alle Standardwerkzeuge im Kettenmagazin verfügbar

In der zweiten Spannlage werden auch die Bearbeitungsflächen im Inneren des Maschinenträgers bearbeitet. Dort stehen die zu bearbeitenden Flächen, genau wie die meisten Flächen an den äußeren Seiten, kaum im rechten Winkel zueinander. Deshalb erhielt die Fahrständer-Fräsmaschine PCR 160 als Zusatzausrüstung einen Universalfräsapparat, der über zwei Achsen das Werkzeug im gewünschten Bearbeitungswinkel positioniert. Selbstverständlich dient der Universalfräsapparat auch zur Fünf-Seiten-Bearbeitung.

In der dritten Aufspannung werden die Getriebeauflagen gefertigt. Alle Standardwerkzeuge, die für einen Bearbeitungszyklus gebraucht werden, befinden sich im Kettenmagazin, das 120 Plätze bietet. Ein Werkzeugwechsler tauscht programmgemäß die Werkzeuge an der Spindel automatisch aus. Ebenso wird der Universalfräsapparat automatisiert gewechselt.