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Tiefbohren und Fräsen in einer Aufspannung

25.01.2010
Gerade im Werkzeug- und Formenbau ist häufig Tiefbohren erforderlich, um ein Werkstück komplett bearbeiten zu können. Tiefbohr-Fräszentren ermöglichen in einer Aufspannung die Vier-Seiten-Bearbeitung und das Fertigen von Bohrungen bis 65 mm Durchmesser und Tiefen bis 2800 mm.

Das Dienstleistungsangebot der RSB GmbH & Co. KG in Merkers umfasste die Komplettbearbeitung von Werkstücken bis zu einem Gewicht von 40 t. Darunter hauptsächlich Normalien für den Stanz- und Schnittwerkzeugbau. Die gerade bei der Bearbeitung von Werkzeugen und Formen häufig erforderlichen Tiefbohrarbeiten übernahmen Partnerunternehmen.

Um bei der Terminierung und Abwicklung der Aufträge nicht mehr von Zulieferunternehmen abhängig zu sein, gründete RSB Anfang 2007 für Tiefbohr-Dienstleistungen die Tochtergesellschaft Vario-Metall GmbH in Leimbach, die zunächst die ersten beiden Tiefbohr-Fräszentren TFZ 2-1000 für die Vier-Seiten-Komplettbearbeitung von Samag beschaffte.

Tieflochbohren erweitert RSB-Dienstleistungsspektrum

Das Tieflochbohren erweiterte das Dienstleistungsspektrum. Die Nachfrage war vorhanden. Bereits einige Monate nach Produktionsbeginn Ende 2007 waren die beiden Maschinen ausgelastet. Der Zeitpunkt war deshalb günstig, ein weiteres bei Samag entwickelte Tiefbohr-Fräszentrum zu bestellen, das seit April 2009 im Einsatz ist.

Im Herbst kam eine zweite Maschine hinzu, ein Tiefbohr-Fräszentrum TFZ 3-1500 für Bohrtiefen bis 1800 mm. Mit diesen Bearbeitungszentren ist die Vier-Seiten-Komplettbearbeitung mit Konturen- und Taschenfräsen sowie Gewindebohrungen möglich. Die Beschaffung weiterer Tiefbohrmaschinen ist bereits geplant.

Mit den Tiefbohr-Fräszentren ist das Unternehmen bei Tiefbohrarbeiten nicht mehr von anderen Zulieferunternehmen abhängig und damit in der Lage, Kunden zuverlässige Angaben zur Auftragsabwicklung machen zu können. Und auf Termintreue legt RSB größten Wert.

Extrem steife Maschinenstruktur des Tiefbohr-Fräszentrums ermöglicht Bohrtiefen bis 2800 mm

Vario-Metall hat die vier vorhandenen Maschinen in drei Schichten ausgelastet. Geplant ist, die Kapazität um drei weitere Maschinen zu erweitern und damit das größte Tiefbohrzentrum Mitteldeutschlands zu betreiben. Mit der TFZ-Baureihe sind durch die extrem steife Maschinenstruktur Bohrtiefen bis 2800 mm und Bohrdurchmesser bis 65 mm möglich. Mit der ersten Maschine, der TFZ 2-1000, werden Bohrtiefen bis 1250 mm und Bohrdurchmesser bis 30 mm erreicht.

Die Spindelantriebsleistung beträgt 13 kW; damit sind Spindeldrehzahlen bis 6000 min—1 (optional bis 10 000 min—1) und ein Drehmoment von 85 Nm für gute Fräsleistungen möglich. Für die Fräsbearbeitung wird die Späneschleusenpatrone über ein Schnellwechselsystem entfernt. Die Kombinationsspindel taucht in eine zusätzliche Abstützung am vorderen Ende der Bohr-Fräseinheit. Diese Abstützung nimmt die beim Fräsen entstehenden Querkräfte auf.

Großzügig dimensionierte Beladetür macht Tiefbohr-Fräszentrum gut zugänglich

Die Eilganggeschwindigkeit der vier Linearachsen des Tiefbohr-Fräszentrums beträgt 20 m/min. Mit der TFZ 2-1000 lassen sich auch Gewinde bis M24 bohren. Im Fräsbetrieb wird ein Zerspanvolumen von 250 cm³/min erreicht. Der Rundtisch mit Abmessungen von 1100 mm × 1100 mm zur Vier-Seiten-Bearbeitung hat eine zulässige Belastung von 8 t. Eine optimale Zugänglichkeit der Maschine ist durch die großzügig dimensionierte Beladetür und durch eine zusätzliche Bedienertür gewährleistet.

Die Software für den reibungslosen Fertigungsprozess bietet außer der Prozessüberwachung auch Tiefbohr-Technologieprogramme, Fräszyklen und die Koordinatentransformation. Weitere Kontrollfunktionen sind eine Überwachung auf Werkzeugbruch sowie die Kontrolle von Kühlmitteldruck und -fluss. Im Kühlkreislauf fließen 40 l/min Kühlmittel mit einem Druck bis 100 bar. Ausgerüstet werden können die Maschinen mit Bahnsteuerungen führender Hersteller.

Mitfahrende Stützlünetten bewirken Stabilität beim Bohren

Für die Tiefbohr-Fräszentren gibt es optionale schwenkbare Bohr-/Fräseinheiten mit einem Schwenkbereich von -25 bis 15°. Die Reichweite der Bohrbuchse beziehungsweise der Spindelnase beträgt rund 500 mm über der Tischkante. In Kombination mit dem NC-Rundtisch macht sie die Bearbeitung unter zwei Winkeln möglich; damit sind die Tiefbohr-Fräszentren universell einsetzbar. Für höhere Stabilität sorgen zwei mitfahrende Stützlünetten. Zusätzlich kann ein Wechsler mit 24 Plätzen für konventionelle Werkzeuge eingesetzt werden.

Etwas Risiko ist beim Kauf einer Neuentwicklung sicher dabei, für Vario-Metall überwiegen aber die Vorteile: Aufgrund der bestehenden Kontakte fand bereits bei der Maschinenentwicklung ein intensiver Dialog statt, etwa bei den statischen und dynamischen FEM-Berechnungen, die an allen im Kraftfluss befindlichen Teilen durchgeführt wurden. Die erreichte höhere Stabilität führt zu besserer Fräsqualität, was sich besonders bei hohen Werkstücken zeigt.

Spezielle Stützkonstruktion der Bohrspindel im Dauereinsatz bewährt

Samag hat eine spezielle Stützkonstruktion der Bohrspindel verwendet, die auch bei höheren Werkstücken das sichere Fräsen ermöglicht. Diese Ergebnisse bewähren sich auch im Dauereinsatz. Die Stabilität der Konstruktion bleibt auch bei größeren Bohrdurchmessern erhalten, so dass die Komplettbearbeitung in einer Aufspannung auch hier möglich ist.

Dipl.-Ing. Lutz Jakob ist Verkaufsleiter Tiefbohrtechnik der Samag Saalfelder Werkzeugmaschinen GmbH am Standort Hamburg.

Lutz Jakob | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/zerspanungstechnik/articles/247010/

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