Komplettbearbeitung von Futterteilen durch Verfahrenskombination

17.07.2008 - Oliver Hagenlocher

Die Qualitätsanforderungen insbesondere an Komponenten in der Automobil- und Zulieferindustrie steigen ständig. Bei zunehmend engeren Toleranzen sind zugleich höhere Fähigkeitswerte gefordert. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzt EMAG auf die Fertigbearbeitung in einer Aufspannung. Der Einsatz unterschiedlicher Technologien, wie z.B. Drehen und Schleifen, führt zu einer wesentlichen Prozesskettenverkürzung mit allen Vorteilen für den Anwender: geringere Investitions- und Stückkosten, schnellere Durchlaufzeiten, höhere Qualität am Werkstück bei höherer Prozesssicherheit und geringerer Platzbedarf der Fertigungsanlage.


Rationalisierungspotential durch Verfahrensintegration.
Für die Verfahrenskombination Hartdrehen und Schleifen sprechen die Vorteile Qualitäts- und Flexibilitätsgewinn. Verfahrenskombinationen können aber auch sehr effektiv zur Reduzierung der Zykluszeit eingesetzt werden. Wenn die komplette Hartfeinbearbeitung auf einer Maschine durchgeführt wird, können Durchlaufzeiten sowie Transport- und Liegezeiten drastisch reduziert werden. Vorteile sind zudem in der Reduzierung der Rüstvorgänge und Rüstzeiten zu sehen.
Ein exzellentes Beispiel für eine Kombinationsmaschine zur Bearbeitung von Futterteilen ist die VSC-Plattform von EMAG REINECKER. Die VSC DS lässt sich sowohl als vollwertige Schleifmaschine und auch als vollwertige Drehmaschine eingesetzten. Damit ergibt sich eine sehr hohe Flexibilität. Das Pick-up Konzept erfüllt insbesondere die Anforderungen an einen freien Spänefall. Die Beladung der Maschine über die Maschinenachsen ist schnell und einfach. Mit Werkzeugrevolver, Y-Achse, B-Achse und fest eingebrachten Schleifspindeln besitzt die Maschine eine sehr große Anwendungsbreite für Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifapplikationen. Die VSC DS Baureihe ist speziell für präzise, prozesssichere und kostengünstige Fertigung in der Mittel- bis Großserie ausgelegt. Typische Werkstücke, die auf den Maschinen bearbeitet werden, sind z.B.: Getrieberäder, Kettenräder, Schiebemuffen, Teile für CVT-Getriebe, Gelenkzapfen, Pleuel, Kipphebel, Lagerringe und Kolbenringe. Je nach Werkstück und Qualitätsanforderung wird dabei der optimale und wirtschaftlichste Bearbeitungsprozess eingesetzt. Der Vorteil für den Kunden ist die Flexibilität, für jede Bearbeitung die beste Technologie auswählen zu können.

Die Vorteile der VSC DS Baureihe

  • Vertikales Hartdrehen und Finish-Schleifen in einer Aufspannung, in einer Maschine.
  • Am Werkstück werden alle durch Drehen prozesssicher herstellbaren Partien hart fertiggedreht und nur dort (nach dem Hart-Vordrehen) geschliffen, wo die Qualität und Prozesssicherheit dies erfordert.
  • Höhere Werkstückqualität und höhere Produktivität, denn das Werkstück wird in einer Aufspannung bearbeitet, wobei das Hart-Vordrehen ein Restaufmaß von nur wenigen Mikrometern für das unmittelbar folgende Schleifen belässt.
  • Beim Schleifen wird nur wenig Material zerspant. Demzufolge verschleißt die Schleifscheibe nur in geringem Maße und muss weniger häufig abgerichtet werden. Hierdurch ergeben sich erhebliche Taktzeitvorteile.
  • Dadurch dass durch Schleifen nur ein geringes Aufmaß zu zerspanen ist, kann die Schleifscheibenspezifikation gezielt auf die Endbearbeitungsqualität ausgelegt werden. So können z.B. auch prozesssicher Oberflächenwerte im Bereich Rz < 1,2 µm hergestellt werden.
  • Gegenüber reinen Hartdreh-Vorgängen sind in einer Maschine durch Schleifen absolut drallfreie Oberflächen herstellbar.
  • Rückseitige Planflächen sind durch Schleifen aufgrund der schlechten Zugänglichkeit nur schwer zu bearbeiten. Mittels Hartdrehen kann diese Bearbeitungsaufgabe sehr einfach gelöst werden.

Die VSC DS Baureihe entwickelt für die Kombinationsbearbeitung
Eine wichtige Anforderung an Kombinationsmaschinen ist der freie Spänefall für Hartdreh- und Schleifspäne. Die vertikale Arbeitsspindel und die unterhalb des Werkstücks angeordneten Werkzeuge bieten den denkbar besten Spänefall.
Alle Baugruppen der Maschine sind mechanisch sehr stabil und besonders schwingungsarm ausgelegt. Hierfür sorgen der Grundkörper aus Polymerbeton MINERALIT® mit hoher Dämpfung sowie die Ausführung der Werkstückspindel. Die Werkstückspindel ist in eine sehr stabile Pinole integriert, die in einer hochgenauen hydrostatischen Führung die Z-Bewegungen ausführt – ein Konstruktionsprinzip, das eine gute Dämpfung garantiert.

Die fest in den Maschinengrundkörper integrierten Werkzeugträger sind die stabile Basis für anspruchsvolle Dreh- und Schleifoperationen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für zeitsparende Drehvorgänge beim Hart-Vordrehen sowie für gute Oberflächen beim Hart-Fertigdrehen oder Schleifen. Zudem lassen sich die ortsfesten Werkzeugträger hinsichtlich Anzahl und Ausführung an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe anpassen. Die gesamte Maschine ist thermisch stabil, denn Werkstückspindel, Schleifspindeln, Revolver und Maschinengrundkörper sind flüssigkeitsgekühlt. Die Betriebstemperatur wird schnell erreicht, dann über ein leistungsfähiges Kühlaggregat in engen Grenzen der Umgebungstemperatur nachgeführt.

Das Dreh- und Schleifzentrum EMAG REINECKER VSC DS belädt sich wie alle Maschinen der VSC-Baureihe durch das Pick-up Verfahren selbst. Dadurch entfallen kostenaufwendige, umrüstintensive und platzfressende Ladeportale oder andere Beladeeinrichtungen.

Qualitätskontrolle bereits integriert
Die VSC-DS Baureihe ist für komplexe Fertigungsprozesse bestens geeignet: Ob hohe Spanvolumen bei der Dreh- und Fräsbearbeitung oder für Schleifoperationen – die VSC-Baureihe bietet die Möglichkeit, nahezu alle zerspanenden Fertigungstechnologien einzusetzen. Je nach Bearbeitungsaufgabe wird die VSC DS mit Dreh-, Fräs-, Bohr-, Schleif- oder sogar Hon- und Härtemodulen ausgestattet – diese natürlich auch in Kombination. Nach Bedarf wird zur Bearbeitung die jeweils beste Technologie eingesetzt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Bearbeitung in einer Aufspannung und damit die komplette Eliminierung von Aufspannfehlern. Auch Messvorgängen lassen sich in die Maschine integrieren. Damit ist die Qualitätsprüfung optimal in den Gesamtprozess eingebunden. Der Meßtaster ist zwischen dem Arbeitsraum und der Pick-up Station angebracht. Hier ist der Messtaster optimal geschützt. Da das Werkstück zum Messen in der Spannung bleibt, kann somit auch ein Zwischenmessen realisiert werden.

Innerhalb der EMAG Gruppe sind REINECKER, KARSTENS, KOPP und NAXOS-UNION die Technologieunternehmen für das Schleifen. REINECKER ist als Spezialist für die Kombinationsbearbeitung und das Präzisionsschleifen von Futterteilen seit vielen Jahrzehnten auf diesem Gebiet tätig.

VSC DS auf einen Blick:

  • Kombinierte vertikale Pick-up Dreh- Schleifzentren
  • Präzise, prozesssichere und kostengünstige Fertigung von Futterteilen in der Mittel- bis Großserie
  • Hartdrehen, Schäldrehen und Schleifen in einer Maschine
  • Komplettbearbeitung in einer Aufspannung
    ► höhere Werkstückqualität und höhere Produktivität
  • Höhere Standzeiten der Dreh-, Schleif- und Abrichtwerkzeuge
    ► Minimierung der Werkzeugkosten
  • Geringes Aufkommen von Schleifschlamm
    ► Minimierung der Entsorgungskosten
  • Erhebliche Reduzierung des Schleifaufmaßes
    ► Möglichkeit der Trockenbearbeitung

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Oliver Hagenlocher

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