Maschinenwerkzeuge Angetriebene Zerspanungswerkzeuge senken Bearbeitungszeit und erhöhen Flexibilität

Autor / Redakteur: Patrick Berger / Rüdiger Kroh

Die Komplexität der herzustellenden Bauteile erhöht sich ständig und deren Komplettbearbeitung auf nur einer Maschine wird zunehmend wichtiger. Bei richtigem Einsatz von angetriebenen Werkzeugen lässt sich die Anzahl der nötigen Maschinen reduzieren, was sich in deutlichen Einsparungen im Maschinenpark niederschlägt.

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Bild 1: Angetriebenes Werkzeug für Bearbeitungszentren.
Bild 1: Angetriebenes Werkzeug für Bearbeitungszentren.
( Archiv: Vogel Business Media )

Die ersten angetriebenen Werkzeuge konstruierte, montierte und vertrieb die Heimatec GmbH bereits 1988. Zu den frühesten Interessenten gehörten die großen Maschinenhersteller, die schon damals den wachsenden Preis- und Kostendruck ihrer Kunden, vornehmlich Automobilzulieferer, zu spüren bekamen. Auf der Suche nach Möglichkeiten, die Stückkosten zu verringern sowie die Flexibilität und die Geschwindigkeit bezüglich der Bearbeitung von Werkstücken zu erhöhen, stieß man schließlich auf die angetriebenen Werkzeuge und ihre Potenziale.

Das ist bis heute so geblieben. Eine Vielzahl von zukunftsorientierten kleinen und mittelständischen Zerspanungsbetrieben ist inzwischen ebenfalls von den Vorteilen der angetriebenen Werkzeuge überzeugt.

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Diese werden überall dort eingesetzt, wo eine kostenbewusste komplexe Fertigung vorherrscht und CNC-gesteuerte Maschinen zum Einsatz kommen. Denn die Nutzung eines Bearbeitungszentrums alleine senkt nicht zwingend die Bearbeitungszeit, aber in Verbindung mit dem richtigen Werkzeugkonzept lassen sich zusätzlich die Kosten komplexer Werkstücke deutlich reduzieren.

Komplettbearbeitung wird zunehmend wichtiger

Im Gegensatz zu einem festen Werkzeug, bei dem der Bohrer oder Drehmeißel in ein Futter eingespannt wird und sich das zu bearbeitende Werkstück in Bewegung befindet, sind angetriebene Werkzeuge durch eine Kupplung mit der Maschine verbunden und werden von ihr angetrieben, während das Werkstück in den meisten Fällen in Ruhe ist.

Drehen ist heute Spitzentechnik, die zusätzliche Fertigungsoptionen, wie Unrunddrehen, Bohren, Fräsen, Gewinden und viele weitere zusätzliche Möglichkeiten zur Komplettbearbeitung komplexer Drehteile, eröffnen muss. Die Komplexität der herzustellenden Teile erhöht sich ständig und deren Komplettbearbeitung auf nur einer Maschine wird zunehmend wichtiger. Bei richtigem Einsatz von angetriebenen Werkzeugen lässt sich demnach die Anzahl der nötigen Maschinen reduzieren, was sich in drastischen Einsparungen im Maschinenpark niederschlägt.

So ermöglicht die Nutzung von angetriebenen Werkzeugen neben zentrischen Bohrungen auch außermittige und radiale Bearbeitungen sowie durch den maschinenseitigen Antrieb höhere Drehzahlen des Werkzeuges. Der Einsatz von angetriebenen Werkzeugen fördert also unweigerlich die Flexibilität der Maschinennutzung, die Komplettbearbeitung von Werkstücken und die Rationalisierung bisheriger Arbeitsabläufe.

Angetriebene Werkzeuge steigern die Genauigkeit

Hauptsächlich werden die Werkzeuge zur Metallbearbeitung eingesetzt. Die Bearbeitung von Holz oder Kunststoffen ist aber ebenso möglich und nimmt eine wachsende Rolle ein. In diesem variablen Einsatz der Werkzeuge liegt ein weiterer Vorteil. Die Einsatzvielfalt wird noch zusätzlich durch die Bandbreite der Spannsysteme ergänzt. Neben der marktüblichen Spannzangenaufnahme stehen etwa auch Fräsdorn, Sandvik-Coromant-Capto, Hydrodehnspannfutter, Kegelaufnahmen, Komet ABS und viele weitere zur Auswahl.

Die Nutzung von leistungsfähigen angetriebenen Werkzeugen auf CNC-Drehmaschinen oder CNC-Bearbeitungszentren führt automatisch zu einer höheren Effizienz und steigenden Genauigkeit. Ein rationeller Fertigungsablauf ist die Folge. Wichtig ist es allerdings, ein durchgängiges Werkzeugkonzept für eine große Anzahl von Maschinentypen, Antrieben und Einsatzzwecken zu konzipieren, damit auch alle Vorteile ausgeschöpft werden können.

Denn nur so kann die Flexibilität und Variabilität der Anwender bei der Bearbeitung ihrer Produkte um ein Vielfaches erhöht werden. Auch eine entsprechende interne oder externe Kühlmittelzufuhr, hohe Drehmomentübertragung oder Drehzahlen können weitere Vorteile bezüglich einer leistungsstarken Bearbeitung von Werkstücken erschließen.

Es existieren jedoch noch mehr Möglichkeiten, um Fertigungsabläufe durch angetriebene Werkzeuge zu optimieren: Zunächst kann die Verwendung von Schnellwechselsystemen, wie dem easy-quick von Heimatec, weitere Zeit- und Kostenersparnis bringen. Die nichtproduktiven Standzeiten werden damit minimiert, da kein kompletter Werkzeugwechsel nötig wird, sondern lediglich ein Einsatzwechsel, der mit dem Schnellwechselsystem innerhalb von Sekunden zu bewerkstelligen ist.

Wechseleinsätze außerhalb der Maschine voreinstellen

Ein angenehmer Nebeneffekt: Die jeweiligen Easy-quick-Wechseleinsätze sind kostengünstiger als ein komplettes Werkzeug, das den selben Zweck erfüllt. Wurde einmal ein Heimatec-Grundhalter angeschafft, kann er mit beliebig vielen Wechsel-einsätzen erweitert werden, die bereits außerhalb der Maschine voreingestellt werden können. Das steigert die Flexibilität nur eines Werkzeuges und reduziert die Standzeiten der Maschine auf das Minimum.

Eine weitere sinnvolle Ergänzung stellen individuelle, an Nutzerwünsche angepasste Sonderwerkzeuge, beispielsweise Mehrspindelbohr- und -fräsköpfe mit einem Einsatzgewicht von bis zu 2000 kg, dar. Bei der Entwicklung von Sonderwerkzeugen ist es unabdingbar, prozesssichere und rationelle Lösungen im Auge zu behalten und den Nutzer dadurch in seinem Fertigungsablauf zu unterstützen.

Mit Mehrspindelköpfen Maschinenpark ausnutzen

Obwohl ein Mehrspindelkopf oder Sonderwerkzeug in der Anschaffung kapitalintensiver ist, kann man durch den Einsatz nur eines einzigen Werkzeuges für hochpräzise Arbeitsaufgaben eine neue Perspektive bezüglich der Nutzung des Maschinenparks eröffnen und Kostenvorteile erzielen. Die Heimatec-Mehrspindelköpfe werden in Sondermaschinen, Transferstraßen, Rundtaktmaschinen und Bohrkopfwechslern der verschiedensten Branchen eingesetzt.

Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo Werkstücke mit unterschiedlichen Bearbeitungsstufen in großen Serienstückzahlen bei hohen Anforderungen an Qualität, Verfügbarkeit und Produktionssicherheit bearbeitet werden müssen. Sie leisten einen Beitrag zur Reduzierung der Fertigungsstückkosten und zur Auslastung der Fertigungskapazität. MM

Patrick Berger arbeitet im Bereich Consulting & Marketing bei der Heimatec GmbH Präzisionswerkzeuge, 77871 Renchen

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