Trotz konstruktiver Raffinesse lassen sich schwer zugängliche Stellen an Werkstücken manchmal nicht vermeiden. So sind im Formenbau tiefe Kavitäten an der Tagesordnung. Im Maschinenbau müssen an Bauteilen schlanke Rippen gefräst oder schwer zugängliche Stellen mit präzisen Konturen oder feinen Bohrungen versehen werden. Die Störkontur bewährter Werkzeughalter wird in solchen Fällen schnell zum K.o.-Kriterium: Der eingeschränkte Bauraum reicht nicht aus, um mit dem Werkzeug ohne Schaden an die kritische Stelle zu gelangen. Auch beim Werkzeugschleifen befinden sich Schleifscheibe und voluminöse Spannfutter schnell auf Kollisionskurs. Gefragt sind in all diesen Fällen schlanke Werkzeughaltersysteme mit minimaler Störkontur. Sie müssen bis in den verstecktesten Winkel vordringen, ein ausreichendes Drehmoment übertragen und zugleich hohe Präzision gewährleisten.
Je schlanker und länger ein Werkzeughalter ist, umso einfacher lassen sich schwer zugängliche Stellen am Werkstück bearbeiten. Abhängig vom Werkzeughaltersystem kann die minimierte Störkontur allerdings zulasten der Radialsteifigkeit, des Drehmoments, der Prozesssicherheit oder der Präzision gehen. Die Folgen sind unangenehm: Werkzeuge verschleißen schnell, werden aus dem Werkzeughalter gezogen, es kommt zu lauten Bearbeitungsgeräuschen, unsauberen Oberflächen und im schlimmsten Fall zu einem Schaden am Werkstück oder an der Maschine.
Innovative Verlängerung als Schlankmacher
Eine wirtschaftlich wie technisch überzeugende Lösung ist die lange, schlanke Hydro-Dehnspannverlängerung TENDO-SVL von SCHUNK. Mit dieser Innovation, die im Frühjahr dieses Jahres serienmäßig auf den Markt kommt, setzt der Lauffener Spann- und Greiftechnikspezialist einen neuen Maßstab bei Werkzeughalterverlängerungen. Die 150 bzw. 200 mm lange TENDO-SVL kommt komplett ohne Peripheriegerät aus und verwandelt unabhängig von der Spindelschnittstelle beinahe jeden Präzisionswerkzeughalter in einen höchst flexiblen Spezialisten für enge Räume. Der präzise Rundlauf, die ausgezeichnete Schwingungsdämpfung und sogar eine innere Kühlmittelzufuhr sorgen für hervorragende Bearbeitungsergebnisse und lange Standzeiten der Werkzeuge.
Bei der feingewuchteten TENDO-Verlängerung werden die Werkzeuge im Handumdrehen mit einem einfachen Sechskantschlüssel gewechselt. Ein Novum für Werkzeughalterverlängerungen ist die Position der Spannschraube, die radial, also von der Seite betätigt wird. Der Werkzeugwechsel ist damit besonders komfortabel und bei Bedarf sogar unmittelbar in der Maschine möglich. Mit Zwischenbüchsen lässt sich der Spanndurchmesser von 12 bzw. 20 mm bis auf 3 mm reduzieren. Das erhöht noch einmal die Flexibilität des Anwenders.
Das außergewöhnlich hohe Drehmoment der öl-gespannten Verlängerung sorgt beim Bohren, Reiben sowie bei Schlichtfräsoperationen für einen sicheren Halt der Werkzeuge. Anstelle teurer Sonderwerkzeuge oder Schrumpfanlagen genügt eine einzige TENDO-Verlängerung, die je nach Bedarf mit unterschiedlichen Standardwerkzeugen bestückt wird.
Brillante Oberflächen ohne Rattermarken
Ebenfalls bis zum letzten ausgereizt haben die SCHUNK Entwicklungsingenieure das technisch Machbare bei TENDO-LSS. Der lange, superschlanke Werkzeughalter eignet sich ganz besonders zur hochpräzisen Bearbeitung von schwer zugänglichen Stellen am Werkstück bzw. überall dort, wo aufgrund von Vorrichtungen schwierigste Verhältnisse im Arbeitsraum vorherrschen. Das L1-Maß beträgt 200 mm. Mit einem sehr guten Rundlauf < 0.006 mm, einer Wuchtqualität von G 2.5 bei 25.000 min-1 für HSK-A63, einer exzellenten Schwingungsdämpfung durch das Hydraulik-Spannsystem sowie einer überzeugenden Radialsteifigkeit erfüllt es selbst höchste Anforderungen der Anwender. Neben der HSK-A 63-Schnittstelle gibt es TENDO LSS auch für SK 40.
Etwas voluminöser, dafür aber auch noch ein ganzes Stück stabiler ist TENDO-LS. Gegenüber anderen hydraulischen Spannfuttern haben TENDO Hydro-Dehnspannfutter an der Futternase eine Fase von 25°. Das allein sorgt schon für eine um 40 Prozent verringerte Störkontur. Zudem beträgt das L1-Maß dieses Präzisionswerkzeughalters 150 bzw. 200 mm. Die preisattraktive Lang-Version des TENDO Hydrodehnspannfutters verfügt über eine exzellente Rundlaufgenauigkeit < 0.003 mm bei einer Ausspannlänge von 2.5 x D. In Sachen Präzision, Oberflächenqualität und Radialsteifigkeit ist TENDO LS also ein echter Experte unter den störkonturoptimierten Werkzeughaltern.
Serienmäßig wird der lange TENDO für die Schnittstellen HSK-A 63, SK 50, JIS-BT 40 und JIS-BT 50 angeboten.
Kraftvoll und robust
Jede Menge Power an engen Stellen bringt das mechanische Präzisionsspannfutter MOLD-CHUCK von BIG. Es wird in Deutschland und Österreich ebenfalls von SCHUNK vertrieben. Aufgrund des Spannprinzips überträgt das lange, konisch zulaufende Weldon-Futter besonders hohe Drehmomente. In Sachen Schwingungsdämpfung unterliegt das wartungsarme, unempfindliche BIG-Futter allerdings deutlich den Hydro-Dehnspannfuttern von SCHUNK. Wer auf brillante Oberflächen wert legt oder besonders hochwertige Werkzeuge einsetzt, sollte sich deshalb eher für ein hydraulisch gespanntes Präzisionsfutter entscheiden.
Überlegt kombinieren
Ganz auf optimale Störkontur ausgelegt, ist die 100 mm langen Werkzeugverlängerungen TRIBOS-SVL von SCHUNK. Universell einsetzbar, kann diese extrem schlanke Verlängerung mit verschiedensten Spannfuttern auch anderer Hersteller kombiniert werden. Die einteilige, hochpräzise Verlängerungen deckt alle Spanndurchmesser von 3 bis 20 mm ab und besitzt eine Rundlauf- und Wechselwiederholgenauigkeit < 0,003 mm. Da TRIBOS-SVL ohne Verschleißteile auskommt, ist sie annähernd wartungsfrei und hat eine lange Lebensdauer.
Außergewöhnliche Bearbeitungen und Ergebnisse sind möglich, wenn TRIBOS-SVL überlegt kombiniert wird. So wird sie beispielsweise zusammen mit dem Universalspannfutter SINO von SCHUNK für die Schruppbearbeitung an Werkstücken aus hochfestem Aluminium eingesetzt. Erfahrene Anwender nutzen sie, um extreme Ausspannlängen zu realisieren: Sie spannen mehrere Verlängerungen ineinander und erzielen weiterhin einen hervorragenden Rundlauf
an der Schneide.
Ein Spitzenteam zum Werkzeugschleifen
Wenige Tausendstel Millimeter entscheiden beim Werkzeugschleifen über die Qualität der gefertigten Schneiden. Auch hier hat sich TRIBOS-SVL bewährt: In Kombination mit einem TENDO Werkzeugschleiffutter erzielen Anwender bei normalen Werkzeuglängen hervorragende Rundlauf- und Wechselwiederholgenauigkeiten zwischen 0.003 bis 0.006 mm, gemessen an der scharfen Schneide. Zudem dämpft das hydraulische Futter die auftretenden Vibrationen und richtet die Verlängerung zusammen mit dem Werkzeugrohling optimal auf. Die minimale Störkontur der Kombination gewährleistet einen ungehinderten Schleifscheibenauslauf. So lassen sich besonders präzise Werkzeuggeometrien erzielen. TRIBOS-Verlängerungen gibt es für eine automatisierte Beladung der Schleifmaschine auch mit Greiferbund.
Spezialist für die Mikrozerspanung
Eigene Gesetze gelten in der Mikrozerspanung. Wenn extrem kleine Werkzeuge eingesetzt werden, sind meist auch das Werkstück und der vorhandene Arbeitsraum klein bemessen. Die Störkontur wird in solchen Fällen schnell zu einem entscheidenden Thema. Zudem bestehen besonders in der Uhren- und Schmuckindustrie, im Formenbau, in der Medizin- und Elektrotechnik oder in der Senkelektrodenfertigung extrem hohe Präzisionsanforderungen.
Die Polygonspanntechnik von SCHUNK berücksichtigt genau diese Aspekte:
Der kleine, schlanke TRIBOS-Mini spannt alle Werkzeugschäfte mit h6-Toleranz ab einem Durchmesser von 0.3 mm. Auf Anfrage können die Werkzeughalter sogar für noch kleinere Spanndurchmesser realisiert werden. Die Rundlaufgenauigkeit beträgt < 0.003 mm. Der rotationssymmetrische Aufbau garantiert zudem eine extrem hohe Wuchtgüte. In der Regel werden mit TRIBOS-Mini aufwändige und teure Sonderwerkzeuge überflüssig. Das verschafft dem Anwender erhebliche Kostenvorteile.
Enorm ist auch die Wiederholgenauigkeit < 0.003 mm des einteiligen Winzlings. Damit übertrifft er bei einem Werkzeugwechsel deutlich die Werte, die sich mit Spannzangen- oder Warmschrumpffuttern erreichen lassen. Gerade bei hochpräzisen Werkstücken ist dies ein bedeutender Vorteil. Weil TRIBOS-Mini keine beweglichen Teile enthält, ist er annähernd wartungsfrei. Das kleinste Mitglied der TRIBOS-Familie gibt es für die Schnittstellen ISO 10 sowie HSK E 25 bis 40.
Hohes Drehmoment
Aus technologischen Gründen sind Warmschrumpffutter, wie etwa CELSIO von SCHUNK, relativ schlank gebaut. Sie übertragen hohe Drehmomente und verfügen über ein gutes Verhältnis von Radialsteifigkeit und Störkontur. Für besonders schwer zugängliche Werkstücke lassen sich die Futter zusätzlich mit langen, schlanken Warmschrumpfverlängerungen kombinieren. Wie bei den Warmschrumpffuttern nutzt der Anwender auch bei diesen Verlängerungen ein induktives Schrumpfgerät, um die Werkzeuge zu spannen.
Da für die Warmschrumpfanlage eine mindestens 4-stellige Vorinvestition nötig ist, wird die Technologie in erster Linie von größeren Unternehmen in der Großserienfertigung genutzt. Anwender ohne Warmschrumpfanlage werden sich schon alleine aus wirtschaftlichen Gründen eher für andere störkonturoptimierte Werkzeughaltersysteme entscheiden, die ohne Investitionen in hochpreisige Peripheriegeräte auskommen.
Warmschrumpfen hat Grenzen
Auch aus technischer Sicht sind dem Warmschrumpfen Grenzen gesetzt: Aufgrund der thermischen Einwirkung ermüdet das Material im Laufe der Zeit. Der Werkzeughalter bzw. die Verlängerung verlieren teilweise bereits nach wenigen Spannungen an Rundlaufgenauigkeit und Spannkraft. Zudem ist das Warmschrumpfen ungeeignet für kleine Werkzeugdurchmesser, wie sie in der Mikrozerspanung eingesetzt werden. Beim Erhitzen würde sich auch der Werkzeugschaft dieser Werkzeuge ausdehnen, was das Entspannen unmöglich macht.
Auch bei Schäften aus Hohlmaterial ist Vorsicht geboten: Die Hitze kann die Werkzeuge so sehr verformen, dass sie deformiert und damit unbrauchbar werden. So mancher Anwender und Bediener sieht auch das Schrumpfen selbst eher kritisch: Der Spannprozess dauert verhältnismäßig lange, kann ausschließlich in der Warmschrumpfanlage stattfinden und ist aufgrund der entstehenden Hitze sowie der verdampfenden Kühlschmierstoffe mit Verletzungs- und Gesundheitsrisiken verbunden.
Fazit:
Selbst schwer zugängliche Werkstücke lassen sich mit störkonturoptimierten Werkzeughaltern sicher, präzise und wirtschaftlich bearbeiten. Dabei gibt es erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen Systemen. Es lohnt sich deshalb, genau abzuwägen, welche Anforderungen konkret erfüllt werden sollen.
Mit seinem umfassenden TOTAL TOOLING Programm gewährleistet der Spann- und Greiftechnikspezialist SCHUNK eine systemneutrale Beratung auf dem Weg zu optimalen Lösung.
Bild 1: Die innovative Hydro-Dehnspannverlängerung von SCHUNK ist ein perfekter Problemlöser für den Werkzeug- und Formenbau.
Bild 2: Extremer Einsatz: Die Kombination aus SINO Universalspannfutter und TRIBOS-SVL eignet sich sogar zum Schruppfräsen von hochfestem Aluminium.
Bild 3: Mit ihren Präzisionsspannzangen schafft die Microchuck-Verlängerung von BIG ein Höchstmaß an Flexibilität bei variierenden Schaftdurchmessern.
Bild 4: TENDO plus TRIBOS-SVL: Eine perfekte Kombination aus Schwingungsdämpfung, Rundlaufgenauigkeit und minimaler Störkontur.
Bild 5: TENDO und TRIBOS: Ein Spitzenteam zum Werkzeugschleifen.
Bild 6: Je nach Kombination kann TRIBOS-SVL zusätzlich zur minimalen Störkontur seine Stärken unterschiedlich einbringen.
Bild 7: Präzisionsverlängerungen machen flexibel, erhöhen die Qualität am Werkstück und senken die Kosten.
Bild 8: Extrem schlank und hochgenau: Das störkonturoptimierte Hydro-Dehnspannfutter TENDO-LSS ist ein Präzisionsspezialist für enge Räume.
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