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Kleine Präzisionsbauteile effizient fertigen

21.08.2008
Immer kleiner und kompakter werden die Bauteile in Hightech-Produkten. Gerade bei Komponenten für den professionellen Einsatz wachsen zugleich die Anforderungen an Präzision und dauerhafte Robustheit. Kein Wunder, dass Langdrehautomaten, die primär in der präzisionserfahrenen Uhrenindustrie eingesetzt worden sind, nun von zahlreichen anderen Branchen entdeckt werden.

Für die Bearbeitung von Werkstücken mit einem Durchmesser bis zu 32 mm in kleinen und mittleren Serien bieten Langdrehautomaten entscheidende Vorteile. Die Wilhelmi Glasfaseroptik GmbH in Waldsolms im Hochtaunus, ein Hersteller hochspezieller Lichtwellenleiter für unterschiedlichste Anwendungen, nutzt erfolgreich Cincom-Langdrehautomaten. Sie ermöglichen eine zügige, hochpräzise Komplettbearbeitung in einer Aufspannung und lassen sich innerhalb kürzester Zeit für die Fertigung anderer Teile umrüsten.

Von der Konstruktion bis zum Bau der kompletten Lichtwellenleiter in kleinen und mittleren Serien reicht das Leistungsspektrum des hochspezialisierten Familienbetriebs mit zehn Mitarbeitern. Das eigentliche Know-how steckt dabei weniger in der rund 30 µm dicken Faser, sondern in den passgenauen Anschlüssen und im optischen Polieren der Faserenden.

Ein Kabel mit 30000 Fasern gilt zum Teil bereits bei fünf defekten Fasern als Ausschuss. Deshalb fertigt Wilhelmi sämtliche Dreh- und Frästeile im eigenen Betrieb und kann auf diese Weise dauerhaft ein hohes Qualitätsniveau sichern.

Losgrößen liegen in der Regel zwischen 200 und 5000 Stück

Bei der Produktion von Kleinteilen spielt außer hoher Präzision die Fertigungszeit eine entscheidende Rolle. Am Markt behaupten kann sich nur, wer hochflexibel unterschiedlichste komplexe Kleinteile fertigen kann, die geforderten Qualitätsmerkmale penibel einhält und zugleich schnell und damit wirtschaftlich produziert. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Losgrößen aufgrund der zunehmenden Variantenvielfalt immer weiter zurückgehen oder wenn Sonderlösungen nur geringe Stückzahlen erfordern.

Wurden früher die Präzisionsbauteile auf herkömmlichen Maschinen gefertigt, entdeckte Wilhelmi vor einigen Jahren die Vorzüge von Langdrehautomaten. Heute fertigt Wilhelmi auf einer Cincom B12 und einer Cincom K16 Dreh-Frästeile aus unterschiedlichsten Werkstoffen.

Langdrehautomat bearbeitet Buntmetalle, Edelmetalle und Edelstahl

Bearbeitet werden Buntmetalle, Edelmetalle und Edelstähle ebenso wie Titanlegierungen und die säurebeständige Kupferlegierung Arkap. Gedreht wird von Stangenmaterial mit einem Durchmesser von 12 und 16 mm. Die Losgrößen liegen in der Regel bei 200 bis 5000 Stück, die kleinsten Toleranzen bei maximal 10 µm am Innendurchmesser. Der kleinste Bohrdurchmesser beträgt 0,15 mm.

Ein wesentlicher Vorteil der Langdrehautomaten ist die Möglichkeit, unterschiedlichste Werkstücke auf kleinstem Raum komplett zu schruppen, zu schlichten, zu bohren, zu senken, zu entgraten oder Gewinde zu strehlen. Nach der Bearbeitung auf der Hauptspindel kann das Werkstück von der Gegenspindel automatisch übernommen und dort auf der Rückseite fertigbearbeitet werden.

Dafür stehen beim Langdrehautomat K16 insgesamt sechs Drehwerkzeuge, vier angetriebene Werkzeuge mit Drehzahlen bis 6000 min—1 sowie jeweils vier Bohrwerkzeuge für die Vorder- und Rückseitenbearbeitung zur Verfügung. Die Drehzahl der Hauptspindel beträgt 15 000 min—1, die der Gegenspindel 10 000 min—1. Der Arbeitsbereich ohne Nachsetzen umfasst einen Durchmesser von 12 mm und eine Länge von 200 mm.

Langdrehautomat bietet Eilganggeschwindigkeiten bis zu 34 m/min

Aufgrund schneller Eilgänge bis zu 34 m/min, extrem kurzer Abbrems- und Beschleunigungszeiten der insgesamt fünf Arbeitsachsen sowie der Möglichkeit, die Werkstückvorderseite und -rückseite mit zwei Werkzeugen simultan zu bearbeiten, reduzieren die Langdreher wirkungsvoll die Fertigungszeiten pro Stück.

Die neue Hochgeschwindigkeitssteuerung Fanuc 31i und speziell für Citizen entwickelte Makros reduzieren bei der K16 außerdem drastisch die Nebenzeiten. Zudem werden die beiden voneinander unabhängigen Werkzeugsysteme beim Werkzeugwechsel und Gewindestrehlen überlappend bewegt. Das senkt noch einmal zusätzlich die Nebenzeiten.

Langdrehautomat dank Stangenlademagazin für mannarme Schichten geeignet

Über ein Stangenlademagazin von FMB ist bei beiden Maschinen automatisch für ausreichend Nachschub an Rohmaterial gesorgt. Auf diese Weise können mannarme Schichten mit geringstem Personalaufwand gefahren werden.

Entscheidend für Wilhelmi ist ein konstant hohes Qualitätsniveau der gefertigten Werkstücke. Beide Langdrehautomaten von Citizen beweisen auf die Zeit betrachtet eine sehr hohe Genauigkeit. Es gibt keinerlei Schwankungen in der Fertigungsqualität.

Gründe dafür sind ein entsprechend dimensioniertes Maschinenbett sowie eine Ölkühlung der Hauptspindel, die Materialdehnungen infolge einer betriebsbedingten Erwärmung ausschließt und so für eine besonders hohe thermische Stabilität der Langdrehautomaten sorgt. Der Anwender profitiert auf diese Weise im Dauerbetrieb von höchster Präzision und Wiederholgenauigkeit.

Zudem überzeugen die beiden Langdrehautomaten mit ausgesprochen kurzen Rüstzeiten. So bleibt die Fertigung flexibel und kann bei gleichem Rohmaterial selbst kleinste Losgrößen wirtschaftlich fertigen.

Zusatzkomponenten steigern Effizienzder Langdrehautomaten

Langdrehautomaten sind bei der Fertigung von kleinen, komplexen Präzisionsteilen im Vergleich zu konventionellen Kurzdrehern deutlich schneller. Für besondere Anwendungen werden die Präzisionsmaschinen vielfach mit kundenspezifischen Zusatzkomponenten aufgerüstet. Auf diese Weise lässt sich die Effizienz der Langdreher noch deutlich steigern.

Joachim Müller ist Vertriebsleiter Deutschland der Citizen Machinery Europe GmbH in 73728 Esslingen.

Joachim Müller | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/spanende_fertigung/articles/141226/

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