Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochvorschubfräser reduziert die Bearbeitungszeit um die Hälfte

14.09.2009
Mit dem Hochvorschubfräsen kann ein massives Bauteil aus 16MnCr5, das tiefe Kavitäten aufweist, aus dem Vollen gefräst werden. Ein Hochvorschubfräser mit fünf Schneiden reduziert im Vergleich zu den beiden früher eingesetzten Fräswerkzeugen die Zeit für die Schruppbearbeitung um 50%.

Mit der Entwicklung, Produktion, Installation und dem Service von Spezialmaschinen, Handlingsystemen und Roboteranlagen befasst sich Hahn Automation, eine weltweit tätige Unternehmensgruppe mit rund 300 Beschäftigten. Im Gegensatz zu anderen Spezialmaschinen- und Anlagenbauern legt man sehr viel Wert auf eine möglichst hohe Fertigungstiefe. Folgerichtig wurde mit dem Wachstum und der Ausweitung der Betätigungsfelder auch eine Abteilung mechanische Fertigung installiert und in dieser sind heute etwa 30 Mitarbeiter tätig.

Rund 100 unterschiedliche Werkstücke an einem 24-Stunden-Tag

Seit etwa zehn Jahren wird die mechanische Fertigung kontinuierlich ausgebaut, so dass mittlerweile bis zu einer Größe von 3000 mm × 2000 mm fast alle Fertigungsteile für Spezialmaschinen, Vorrichtungen und Roboteranlagen selbst hergestellt werden können. Damit ist man weitgehend autark und erzielt auch eine gute Wertschöpfung.

Zumal es sich oft um sehr genaue Know-how-Teile handelt, die schon aus Qualitätsgründen nicht außer Haus gehen sollen. Außerdem ist es deshalb möglich, knappe Bau- und Liefertermine, die für den Anlagenbau zwischen 16 und 24 Wochen liegen, abzugeben und einzuhalten.

Im Bereich Fräsen, dem wichtigsten Bearbeitungspart, sind aktuell acht Bearbeitungszentren im Einsatz, wobei diese konsequent auf hohe Flexibilität für die vorherrschende Einzelteil- und Kleinserienfertigung ausgerichtet sind. Im Zusammenspiel zwischen Bearbeitungszentren und passgenauen Zerspanwerkzeugen sieht man bei Hahn Automation einen der Erfolgsfaktoren, weshalb an die Werkzeuglieferanten auch entsprechend hohe Anforderungen gestellt werden. An einem 24-Stunden-Tag werden rund 200 Aufträge oder 100 unterschiedliche Werkstücke bearbeitet.

Mannarme Schicht erfordert hohe Prozesssicherheit von den Fräsern

Dabei kommt es speziell in der dritten, mannarmen Schicht auf eine hohe Prozesssicherheit an, so dass die Zerspanwerkzeuge gleich mehrfach gefordert sind. An einem Beispiel mit dem langjährigen Werkzeuglieferanten Iscar wird deutlich, was machbar ist, wenn man im Partnerteam ein kritisches Zerspanproblem angeht und bereit ist, neue Wege zu gehen.

Dabei handelt es sich um ein massives Werkstück namens Topf, das aus dem Werkstoff 1.7131 (16MnCr5) besteht, tiefe Kavitäten aufweist und aus dem Vollen gefräst werden muss. Bis dato benötigte man dafür bei Hahn Automation zwei herkömmliche und verschieden lange 90°-Plan- und -Eck-Fräswerkzeuge.

Die lange Werkzeugauskragung und die Tiefe der Kavität, was eine Art Resonanzboden darstellt, brachten Vibrationen und Lärmbelästigungen mit sich. Die Vibrationen wiederum ließen nur begrenzte Vorschübe zu, bewirkten eine zu geringe Standzeit (1 Teil pro Schneidensatz) und zu lange Bearbeitungszeiten.

Hochvorschubfrässystem erweist sich als Problemlöser

Darüber hinaus konnte diese Bearbeitung nicht ohne Aufsicht durchgeführt werden. Als Fräseralternative stellte Iscar das Helido-H600-Hochvorschubfrässystem vor – und traf damit ins Schwarze, wie sich nach wenigen Versuchen herausstellte.

Zum Einsatz kam der Hochvorschubfräser FF FWX DO40-05-16-05 mit 40 mm Durchmesser und fünf Schneiden. Mit den Wendescheidplatten SE H600 WXCU 05T312T aus dem Schneidstoff IC830 konnte das Werkstück mit nur einem Werkzeug komplett aus dem Vollen gefräst werden.

Die Performance des Hochvorschubfräsers im Vergleich zu den beiden früher eingesetzten Fräserwerkzeugen ist enorm, denn die Zeit für die Schruppbearbeitung konnte um 50% reduziert werden. Außerdem verdreifachte sich die Standmenge, so dass jetzt mit einem Schneidensatz drei Werkstücke prozesssicher zu bearbeiten sind. Dies wiederum erlaubt die geforderte mannarme oder mannlose Bearbeitung in der dritten Schicht.

Hochvorschubfräser vervierfacht das Zeitspanvolumen

Mit dem Hochvorschubfräser lässt sich in kurzer Zeit sehr viel Material abtragen. Dies vor allem auch unter erschwerten Bedingungen, wie etwa bei leistungsschwachen Maschinen, langer Werkzeugauskragung für tiefe Kavitäten und ähnlich kritischen Bearbeitungs- und Prozessbedingungen. Im Fall Hahn Automation sind es bei gleichem Durchmesser fünf statt sechs Schneiden, was in Kombination mit weichschneidenden Wendeschneidplatten ein anderes Schneidverhalten mit sich bringt und andere Schnittparameter erlaubt.

Die Schnittgeschwindigkeit ist jetzt 150 m/min anstatt früher 120 m/min, die Drehzahl 1193 min—1 anstatt 954 min—1 und die Schnitttiefe nur noch 1 mm anstatt 2,5 mm. Jedoch beträgt der Vorschub pro Zahn nun anstatt 0,1 gewaltige 1 mm und der Tisch-Vorschub stieg von 572 auf 5965 mm, was deutlich aufzeigt, was mit heutigen Fräswerkzeugen selbst auf weniger leistungsfähigen Bearbeitungszentren ohne Qualitäts- und Maschinen-Beeinträchtigungen machbar ist.

Hochvorschubfräser ermöglicht mehr als vervierfachtes Zeitspanvolumen

Mit der Gesamt-Performance ist man auch bei Hahn sehr zufrieden: Mit dem Hochvorschubfräser konnte das Zeitspanvolumen von ehedem 40 cm3/min auf nunmehr 167 cm3/min angehoben werden. Dies bei einem jetzt beherrschbaren, prozesssicheren Arbeitsablauf in der zweiten oder dritten Schicht.

Durch die Erhöhung der Standzeit von einem auf drei Werkstücke pro Schneidensatz und den Wegfall von Werkzeugwechselzeiten sowie die Hochvorschubbearbeitung werden jetzt in 72 Minuten drei Töpfe geschruppt, wogegen früher für einen Topf 85 Minuten benötigt und drei Schneidensätze verschlissen wurden. Weil der Hochvorschubfräser weichschneidend ausgelegt ist und die Kräfteeinleitung mehr axial in die Spindel erfolgt, kann diese Bearbeitung flexibel auf verschiedenen Maschinen durchgeführt werden.

Raimund Kühnau ist Produktspezialist Fräsen bei der Iscar Germany GmbH, 76275 Ettlingen, Edgar Grundler ist Fachjournalist in 78476 Allensbach.

Raimund Kühnau und Edgar Grundle | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/229427/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Das Auto lernt vorauszudenken
28.06.2017 | Technische Universität Wien

nachricht Stresstest über den Wolken
21.06.2017 | Hochschule Osnabrück

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Designte Proteine gegen Muskelschwund

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Benzin und Chemikalien aus Pflanzenresten

29.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hochleitfähige Folien ermöglichen großflächige OLED-Beleuchtung

29.06.2017 | Energie und Elektrotechnik