Technologieseminar bei Horn

Produktivität und Flexibilität mit und um die DMG-CTX beta 1250 TC

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Fünf namhafte Unternehmen zeigen am 23. und 24. September, wie sich die Prozesskette bei anspruchsvollen Werkstücken mit innovativen Bearbeitungsansätzen optimieren lässt. An einem Vorführ-Werkstück beweisen die Projektpartner LMT, Siemens, Schunk und Horn dass sich die Maschinenleistung durch hochmoderne Werkzeuge, Spannmittel und Steuerungen steigern, prozesssicherer gestalten und in Richtung Komplettbearbeitung zukunftssicherer planen lässt. Vorführmaschine ist das Universal-Dreh-Fräszentrum Gildemeister CTX beta 1250 TC mit 3D-Werkstattprogrammierung. Gastgeber ist die Paul Horn GmbH in Tübingen.

Komplettbearbeitung in Theorie und Praxis

Den inhaltlichen Schwerpunkt des Technologieseminars bildet die Komplettbearbeitung. Neben den konstruktiven, handhabungs- und verfahrenstechnischen Voraussetzungen an die Maschine werden die zugehörigen Spannfutter, Werkzeughalter, Greifer, Dreh- und Fräswerkzeuge sowie die hauptzeitparallele Werkzeugvoreinstellung in die Betrachtungen mit einbezogen. Über die wichtigsten Grundlagen zu diesen Themen referieren Spezialisten der beteiligten Firmen in drei Technologieblöcken. Ergänzend zu jedem Technologieblock erfolgt eine Praxisvorführung an der Maschine.

Im Technologieblock 1 informieren die Projekteilnehmer über ihre Produkte und den Einsatz im Produktionsablauf des Musterteils. Vertiefende Hinweise mit aktuellen Praxisangaben dazu vermittelt der Technologieblock 2. Der Technologieblock 3 stellt die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Multitaskingmaschine CTX beta 1250 TC vor – einschließlich der Ausstattungsmerkmale der Partnerfirmen wie automatisiertes Werkzeug- und Werkstückhandling, Werkzeugvoreinstellung, Standard- und Sonderwerkzeuge mit innovativen Beschichtungen und Geometrien sowie praxisorientierte Programmierung.

Universal-Dreh-Fräs-Zentrum der CTX-TC-Baureihe für komplexe Teile

Das schnelle, flexible und präzise Bearbeiten von komplexen Teilen in kleinen bis mittleren Losgrößen setzt Bearbeitungszentren und -maschinen für die Komplettbearbeitung voraus. Ein zukunftsweisendes Beispiel dafür sind die Universaldrehmaschinen der CTX TC-Baureihe. Mit modularen Ausbaustufen reicht ihr Bearbeitungsspektrum von der Sechs-Seiten-Bearbeitung an Haupt- und Gegenspindel bis zur integrierten Dreh-Frässpindel mit Y- und B-Achse für die verfahrensübergreifende Zerspanung. Das besondere Merkmal der Vorführmaschine ist der integrierte Fahrständer mit Dreh-Frässpindel und interpolierter B-Achse. Damit lassen sich Drehoperationen ebenso durchführen wie komplexe Fünf-Achsen-Simultanbearbeitungen. Basis hierfür bilden die HSK-T-Werkzeugaufnahmen. Die Einsatzmöglichkeiten der Dreh-Frässpindel mit Y- und B-Achse sind über das Programmiersystem Siemens Shop-Turn einfach umzusetzen.

Die Vorführmaschine ist als CTX-TC-Variante „beta“ für Drehdurchmesser bis 410 mm und Drehlängen bis 1.250 mm ausgelegt. Die Frässpindel holt sich das Werkzeug direkt aus dem 24 Werkzeuge umfassenden Scheibenmagazin. In Verbindung mit dem Werkzeugwechsler sind somit eine hohe Flexibilität und kurze Nebenzeiten gewährleistet.

Anspruchsvolles Vorführ-Werkstück

Für dieses Seminar wurde ein Vorführwerkstück aus C45 mit den Rohmaßen 85 mm Durchmesser und 500 mm Länge entworfen, dessen Fertigstellung verschiedene Bearbeitungsverfahren und Arbeitsgänge erfordert: Überdrehen, Längsdrehen, Kopierdrehen, Einstechen, Planfräsen, Entgraten, Bohren, Fasen, Gewindeformen, Strehlen, Bohren und Auffräsen, Helikalfräsen, Nut- und Kantenfräsen, Formfräsen, außermittiges Drehfräsen und Hinterdrehen. Mit der Komplexität des Werkstücks sollen zum einen die technischen und wirtschaftlichen Vorteile aufeinander abgestimmter Bearbeitungskonzepte demonstriert und zum anderen den Seminarteilnehmern durch die Vielzahl der Bearbeitungen nutzbare Anregungen für den betrieblichen Alltag geboten werden.

Bild 1: An dem Vorführwerkstück beweisen Horn-Werkzeuge ihre vielseitigen Einsatzmöglichkeiten:
(a) Einstechen mit Freistichkopieren/Längsdrehen, (b) Entgraten Sechskant, (c) Strehlen der Schmiernuten, (d) Einstechen, (e) Entgraten,
(f) Formfräsen der Logos, (g) Einstechen/Längsdrehen, (h) Axial-Einstechen,
(i) Einstechdrehen am Excenter, (j) Konturdrehen, (k) Nutstoßen

Horn-Produktvielfalt auf engstem Raum

In drei vorbereitenden Arbeitsgängen wird das Ausgangsmaterial mit Werkzeugen von Boehlerit überdreht, konturnahe geschruppt und anschließend geschlichtet. Danach kommt im Bereich der Verzahnung die Horn-Wendeschneidplatte S229 zum Einsatz. Zuerst wird der Einstich zwischen Sechskant und Verzahnung eingebracht, der Freistich kopiert und danach der Durchmesser links von der Verzahnung eingestochen und längs gedreht. Bemerkenswert sind die Schnittdaten der 3 mm breiten Wendeschneidplatte bei der Werkstückauskragung von etwa 400 mm. Bei einer Schnittgeschwindigkeit vc = 140 m/min und einer Schnitttiefe ap = 1,5 mm betragen die Vorschubwerte beim Stechen f = 0,17 mm/U und beim Längsdrehen f = 0,22 mm/U. Dank der Geometrieform .5 werden speziell beim Einstechen die Späne kurz gehalten und sicher von der Wirkstelle abgeleitet.

Im nächsten Arbeitsgang wird der Sechskant mit einem Fette-Planfräser geschruppt und mit einem Horn-Kombifräser aus dem System DM entgratet. Der für Fasen von 1 bis 4,5 x 45° ausgelegte Wechselkopf mit zwei Schneiden entgratet bei 12.000 1/min den Sechskant mit einem Zahnvorschub von fz = 0,2 mm bei einer Schnitttiefe ap = 0,5 mm.

Anschließend bohrt ein Fette-Fasbohrer bei Minimalmengenschmierung ein Kernloch in die konische Werkstückform, das Gewinde M10 schneidet danach ein Wechselkopf-Gewindeformer von Fette. Die zugehörige wendelförmige Schmiernut strehlt im nächsten Arbeitsschritt eine Horn-Wendeschneidplatte S229 mit umlaufender, geschliffener Spanleitstufe. Beim Überdrehen des Konus beweist die 6 mm breite Vollradiusplatte ihre sichere Aufnahme in der Kassette und im Grundhalter: Die Schmiernut wird bei vc = 180 m/min, f = 24 mm/U und einer Schnitttiefe ap = 0,15 mm eingestochen. Danach erzeugt eine 5 mm breite Wendeschneidplatte S229 den radialen Einstich am Kegelende. Durch das Stechdrehen im Voll- und Teilschnitt wird besonders die hervorragende Spankontrolle der verwendeten Geometrie .L sichtbar. Bei dieser Anwendung vermittelt bereits der optische Eindruck die besondere Stabilität der Horn-Werkzeuge mit HSK-T-Schnittstelle. Ihre hohe radiale Positionsgenauigkeit und Steifigkeit erlaubt auch an anderen Stellen des Vorführwerkstücks ein äußerst zuverlässiges Arbeiten bei hohen Schnittwerten.

Nach dem Längsdrehen der gesamten Kontur mit einer Boehlerit-Wechselplatte werden die Bohrung und die sich kreuzenden Nuten in das Werkstück eingebracht. Die Startbohrung auf der gewölbten Mantelfläche erzeugt ein Dreh-Bohr-Werkzeug von Boehlerit, die Nuten ein Kopierfräser von Kieninger sowie ein Fette-Schaftfräser. Das Entgraten dieser Konturen übernimmt der bereits beim Sechskant eingesetzten Horn-Kombifräser DM.

Den sich anschließenden Fünfkant mit den erhabenen Konturen – sie symbolisieren den Querschnitt einer Flugzeugtragfläche – formt ein Fette-Schaftfräser. Ein anderer Schaftfräser dieses Herstellers fräst danach den kegelförmigen Fünfkant. Seine Flächen versieht anschließend ein Horn-Vollhartmetallfräser DSKM mit den Logos der fünf Partnerfirmen. Der zweischneidige Mikrofräser ist mit einem Schneidkreisdurchmesser von 1,5 mm in dieser Ausführung speziell zum Weich-Hartfräsen bis etwa 60 HRC ausgelegt. Die Vollhartmetallfräser der Reihe DS sind mit Durchmessern von 0,2 bis 12 mm speziell für die Anforderungen des Werkzeug- und Formenbaus konzipiert.

Einen weiteren Beweis der Leistungsfähigkeit und Stabilität der Wendeschneidplatte S229 mit Kassette und Grundhalter liefert der Arbeitsgang Stechen und Längsdrehen des abgesetzten Zylinders am linken Werkstückende. Der Ablauf erfolgt im Schrupp-Schlicht-Zyklus der Steuerung Siemens Shop-turn. Diese Arbeitsgänge sind bestens dazu geeignet, Konturen für die anschließende Bearbeitung durch andere Werkzeuge vorzubereiten, wie beispielsweise das Hinterdrehen mit einem Dreh-Bohr-Werkzeug von Boehlerit am linken Bund. Am rechten Bund erzeugt eine weitere Horn-Wendeschneidplatte vom Typ S224 einen axialen Einstich. Bemerkenswert ist dabei wiederum der kontrollierte Spanfluss der Geometrie .L.

Im nächsten Arbeitsgang wird an dem zentrisch gespannten Werkstück der Exzenter durch Drehfräsen mit einem Fette-Hochvorschubfräser hergestellt. Danach erzeugt eine Horn-Wendeschneidplatte auf S224-Basis am rechten und linken Bund die Einstiche mit Schnitttiefen von 2,5 bis 5 mm. Bei der exakten Ausbildung der Einstiche durch die 5 mm breite Wendeschneidplatte und das zusätzliche exzentrische Konturdrehen mit der Geometrie .K ist der Ausgleich der Mittenabweichung durch die Steuerung eine unabdingbare Voraussetzung.

Im letzten Schritt werden drei unter 120° angeordnete, 12 mm breite Nuten in den rechten Bund gestoßen. Dieser Arbeitsgang mit dem Horn-Nutstoßsystem SH117ermöglicht in vielen Fällen erst die Komplettbearbeitung auf einer Maschine. Voraussetzung ist lediglich eine Maschine mit programmierbarer Y-Achse, damit die Nut in mehreren Zustellungen gestoßen werden kann. In diesem Fall wurden eine Zustellung von 0,04 mm/Hub und ein Vorschub von 6.000 mm/Hub gewählt.

Kontakt

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Unter dem Holz 33-35
72072 Tübingen
Tel.: +49 7071 7004-0
Fax: +49 7071 72893
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