Avantec: Schlichtfräser Finavant EK90

Genau und effizient schlichtfräsen

| Redakteur: Konrad Mücke

Beim Bearbeiten von Rahmen für Druckwerke sorgen Schlichtfräser EK90 von Avantec für hohe Genauigkeit und Oberflächengüte.
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Beim Bearbeiten von Rahmen für Druckwerke sorgen Schlichtfräser EK90 von Avantec für hohe Genauigkeit und Oberflächengüte. (Bild: Avantec)

Beim Fertigen von Gestellen für Druckmaschinen sind hohe Genauigkeiten einzuhalten und die Oberflächen auf höchste Güte zu bearbeiten. Dies gelingt bei der Koenig & Bauer Industrial, dem Lohnfertiger des gleichnamigen Druckmaschinenherstellers mit Schlichtfräsern von Avantec.

Um Texte und Bilder hochwertig zu drucken, sind die Druckwerke in den Offsetdruckmaschinen sehr genau zu fertigen und zu montieren. Zahlreiche Passflächen und Bohrungen sind exakt zu bearbeiten. «Das Wichtigste ist, die Bauteile exakt wiederholgenau zu fertigen», sagen dazu die Fertigungstechniker beim Dienstleister der Koenig & Bauer Gruppe in Würzburg.

Grosse Bauteile aus Guss und Stahl

Als Geschäftseinheit der Koenig & Bauer Gruppe sowie als interner und externer Dienstleister produziert Koenig & Bauer Industrial hochpräzise Komponenten überwiegend für Druckmaschinen, aber auch für den allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau. Dabei fokussieren die Lohnfertiger in Verbindung mit der Giesserei des Unternehmens auf präzisionsbearbeitete Grossteile aus Guss und Stahl, komplexe kubische und rotationssymmetrische Werkstücke, Zahnräder, Walzen und Baugruppen aus Blech. Zudem beschichten sie Rotationsteile. Sie verfügen dazu über leistungsfähige Bearbeitungszentren und Messeinrichtungen. Darüber hinaus übernimmt Koenig & Bauer Industrial die Montage, das Engineering und die begleitende Logistik für Bauteile im Maschinenbau.

Im Produktionsstandort in Würzburg fertigen die Spezialisten überwiegend Gestelle (Seitenrahmen) für Wertpapier- und Rollendruckmaschinen. Einhergehend fertigt man im Lohnauftrag für Koenig & Bauer Sheetfed in Radebeul, den Konzernstandort für den Bau von Bogenoffsetdruckmaschinen. Für diese Geschäftseinheit produziert die Gestellfertigung komplette Druckwerke, die man auch als Boxen bezeichnet. Aus ihnen entstehen Offsetdruckmaschinen zum Mehrfarbdrucken.

Präzision entscheidend

Diese Druckwerke produziert der Lohnfertiger in zwei Baugrössen. Für das sogenannte Mittelformat werden Bauteile aus Grauguss GG25 für drei, für das Grossformat für zwölf Varianten gefertigt. Zu bearbeiten sind für die Mittelformatmaschinen jährlich 1200 Werkstücke vom Einzelstück bis zu kleineren Auftragslosen. Für grossformatige Druck­maschinen bearbeiten die Lohnfertiger etwa 450 Bauteile jährlich. Dazu berichtet Uwe Geissler, Leiter der Fertigungsvorbereitung: «Vor allem muss das Bohrbild der Bauteile exakt zu ihrer Aussenfläche stehen.» Wie er weiter ausführt, sind die Geometrien üblich auf 0,02 mm genau zu bearbeiten. Bei kleinen Druckwerken sind häufig Bauteile sogar auf 0,01 mm genau zu fertigen.

Um die Bauteile exakt montieren zu können, müssen nicht nur Anschlussflächen genau zum Bohrbild passen, auch gegenüberliegende Hauptbohrungen müssen genau fluchten. Nur damit kann man gewährleisten, dass die in den Bohrungen gelagerten Druckzylinder eine hochwertiges Druckbild erzeugen.

Besonders fordernd für das spanende Bearbeiten ist, dass die grossen und schweren Bauteile der Gestelle für die Druckmaschinen zu Schwingungen neigen. Dazu sagt Uwe Geissler: «Obwohl die Werkstücke bis zu 5000 kg schwer sind, erweisen sie sich als hochempfindlich. Würden sie beim Bearbeiten vibrieren, könnten wir sie nicht auf die geforderte Genauigkeit und Oberflächengüte bearbeiten.»

Hochgenaue Maschine

Gefertigt wird seit dem Jahr 2015 auf fünf grossen Bearbeitungszentren. Vier davon bearbeiten auf etwa 0,5 mm Aufmass vor. Fertig bearbeitet wird auf einem Bearbeitungszentrum Dixi 270 U. Diese Maschine bearbeitet ausschliesslich die Anschlussflächen und die Flächen an den Bohrungen. Die Bauteile werden zuvor über 24 Stunden auf 22 °C temperiert. Sie werden bei gleicher Temperatur bearbeitet. Danach misst man sie auf der Maschine und anschliessend zusätzlich bei gleicher Temperatur auf einer grossen Portal-Koordinatenmessmaschine von Zeiss. Ergeben sich unzulässige Abweichungen, kann die Fertigung rasch reagieren. Zur hohen Bearbeitungsgenauigkeit trägt das linear und räumlich in der Temperatur kompensierte Messsystem des Bearbeitungszentrums bei. Somit kann die Maschine im gesamten Arbeitsraum (2700 x 2700 x 1700 mm) auf 3 µm genau positionieren.

Wirtschaftlich für die Serie

Die zunächst auf dem Bearbeitungszentrum eingesetzten CBN-Werkzeuge erfüllten nicht die Forderungen hinsichtlich benötigter Mengen und Wirtschaftlichkeit. Inzwischen waren die Gestellbauteile nicht nur als Einzelstücke, sondern in kleineren und mittleren Serien zu fertigen. Dafür eigneten sich die CBN-Werkzeuge nicht. Man wollte kostengünstigere Werkzeuge einsetzen, die allerdings bei gleich kurzen Bearbeitungszeiten auf eine vergleichbare Qualität – Genauigkeit und Oberflächengüte – fertigen sollten.

Dafür erwies sich der Schlichtfräser EK90 von Avantec als besonders geeignet. Mit ihm lassen sich die Bauteile ohne Schwingungen bearbeiten. «Bei gleicher Leistung wie mit den CBN-Werkzeugen haben wir in 14 Tagen vor allem auch die geforderte Genauigkeit und Qualität verwirklicht», berichtet Norbert Abel, bei Avantec verantwortlich für technische Beratung und Verkauf. «Dabei bearbeitet der Schlichtfräser EK90 nicht nur auf hohe Oberflächengüte und Ebenheit, er erreicht auch lange Standzeiten bei kurzen Bearbeitungszeiten.» In der Gestellfertigung bei Koenig & Bauer Industrial haben diese Vorzüge überzeugt. Inzwischen fertigt man dort beispielsweise die Flächen um die Lagerbohrungen mit einem Schlichtfräser Xtra EK90 ZZ8 in Leichtbauausführung mit Innenkühlung. Das Werkzeug hat 200 mm Durchmesser und acht Zähne. Beim Schlichten der Aussenkontur arbeiten die Lohnfertiger mit einem Schlichtfräser EK90 mit 100 mm Durchmesser und sechs Zähnen. Dabei bearbeiten sie die Oberflächen auf Rauigkeit Rz < 5 µm beziehungsweise Rz < 10 µm. In den Abmessungen wird auf 10 µm genau bearbeitet.

Exakt gefertigte, stabile Werkzeuge

Beide Schlichtwerkzeuge sind vergleichbar aufgebaut. Sie verfügen über einfach sehr exakt einstellbare Kassetten für die Schneiden. Dazu erläutert Norbert Abel: «Beim Lohnfertiger werden die Schneiden bis auf null eingestellt. Wir geben üblich null bis zwei Mikrometer vor.» Diese Einstellgenauigkeit sorgt für die hohe Präzision der Bearbeitung. Zudem trägt die Stabilität der Kassetten dazu bei. Sie können sich nicht setzen. «Dass unsere Werkzeuge die geforderten Genauigkeiten am Bauteil wiedergeben können, ist insbesondere auf unsere hochpräzise Fertigung zurückzuführen», ergänzt Michael Maier, Verkaufsleiter Deutschland bei Avantec. «Die Wendeschneidplatten zum Beispiel werden mit äusserst engen Fertigungstoleranzen und hoher Wiederholgenauigkeit geschliffen. Neben der Präzision und Qualität bei der Bearbeitung profitiert der Anwender so vor allem auch von Prozesssicherheit», fügt er an. Die Lohnfertiger in Würzburg nutzen Schneidplatten aus dem Schneidstoff Nero 26 AF. Dieser ist für die Gussfertigung optimiert. Ausgeführt ist die zweischneidige, hochgenau geschliffene Schneidplatte mit positiver Geometrie. Das vermindert den Schneiddruck.

Wiederholgenauigkeit gewährleistet

«Die Qualität steht bei uns an oberster Stelle», fasst Uwe Geissler zusammen und ergänzt: «Wichtigstes Kriterium ist die Wiederholgenauigkeit der Bauteile. Unsere Auftraggeber benötigen Bauteile stets gleicher Genauigkeit und Qualität.»

Die Spezialisten in der Gestellfertigung haben dafür alle Prozessbausteine eng aufeinander abgestimmt. Das betrifft das Bearbeitungszentrum Dixi 270 U, die Temperierung der Bauteile und das Schlichtwerkzeug. Daraus resultieren Genauigkeit, Qualität und Prozesssicherheit. - kmu - SMM

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