Hermle (Schweiz) AG: Trochoidales Tannenbaum-Nutfräsen

>> Es werden spezielle «Tannenbaumnutfräser» auf der neuen Hermle C 60 U MT dynamic, welche als Mill/Turn-Variante erstmalig auf der EMO zu sehen sein wird, eingesetzt, um Beschaufelungsnuten an einem Fan-Disk mit einem Durcchmesser von 900 mm herzustellen. Möglich machte dies die Zusammenarbeit der Iruba Innovations GbR und der Hermle AG. Profitieren kann u.a. die Kraftwerk- und Luftfahrtindustrie. Mehr dazu im Bericht.

Anbieter zum Thema

TORNOS S.A.

Newemag AG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Iruba Innovations GbR

Maschinenfabrik Berthold Hermle AG

Durch das spezielle Maschinenkonzept der C 60 U MT dynamic, ausgelegt mit einem NC-Schwenkrundtisch mit Torqueantrieb, mit welchem Werkstücke bis 1,5 t auf 450 1/min beschleunigt werden und gleichzeitig um /–130° bei bis zu 15 1/min geschwenkt werden können, steht eine komplexe Bearbeitungsvielfalt zur Verfügung.

Patentiertes trochoidales Fräsverfahren

Dies, kombiniert mit dem patentierten trochoidalen Fräsverfahren von Iruba, birgt ganz neue Möglichkeiten und vor allen Dingen enormes Einsparpotential bei der Herstellung von «Fan-Disks». Zum einen kann in einer Aufspannung die Drehkontur des «Fan-Disks» aus dem Vollen gedreht werden und zum anderen mit dem neuartigen Fräsverfahren die Beschaufelungsnuten direkt angebracht werden.

Sehr hohe Oberflächengüte

Bei dem trochoidalen Fräsverfahren wird nur mit einer definierten Teilumschlingung gefräst, denn der Fräser taucht nicht ins volle Material ein, sondern führt beim Fräsen programmgesteuert eine trochoidale Kurvenbewegung aus und ist somit immer nur einseitig mit dem Werkstück in Kontakt.

Dadurch wird die Nut geöffnet und gleichzeitig mit der geforderten «Tannenbaum-Geometrie» durch den Spezial-Formfräser versehen. Vor allen Dingen wird durch dieses Verfahren der Iruba GbR auch eine sehr hohe Prozesssicherheit erreicht. Der dafür speziell ausgelegte «Tannenbaumfräser» zum Schlichten erreicht durch das konturparallele Aufmass, welches die Schruppfräser erzeugten, sowie angepasster Werkzeugausführung enorme Standzeiten und eine sehr hohe Oberflächengüte sowohl im Gleichlauf – wie auch im Gegenlauf-Fräsverfahren.

Die C 60 U MT dynamic

Nachdem die C 60 U dynamic als reine Fräsvariante bereits in 2010 vorgestellt wurde, gibt es jetzt auch die C 60 U MT dynamic. Grundsätzlich bietet die bekannte modifizierte Gantry-Bauweise ideale Voraussetzungen für die Integration der kombinierten Schwenkachse (A-Achse) mit der Drehtischachse (C-Achse). Die im Maschinenbett gelagerte A-Achse garantiert eine extrem hohe Steifigkeit, zumal der Motor direkt am Antriebsstrang des Zahnrades sitzt.

Voll integrierte Drehtechnik

Auf der A-Achse sitzt nun anstatt eines einfachen und nur zur Werkstück-Positionierung ausgelegten NC-Drehtischs ein vollwertiger NC-Schwenkrundtisch, der in der C 60 U MT dynamic mit maximal 450 Umdrehungen pro Minute rotiert. Über hochleistungsfähige Torquemotoren für vergleichsweise hohe Drehzahlen optimal angetrieben, können damit anspruchsvolle Drehbearbeitungen und kombinierte Dreh/Fräs-Bearbeitungen in Gestalt von Schrupp- und Schlichtoperationen durchgeführt werden. Die Aufspannfläche beim Drehtisch der C 60 U MT dynamic beträgt 120 mm im Durchmesser und an Tischbelastungen sind nominal 1500 kg zulässig. Der Clou des MT-Konzepts ist, dass nicht nur in 0°- und 90°-Stellung des NC-Schwenkrundtisches eine Drehbearbeitung durchgeführt werden kann, sondern in jeder beliebigen Zwischenposition. Hierdurch können sehr kurze Drehwerkzeuge eingesetzt werden. Die Hauptspindel wird bei Drehoperationen arretiert. Sie ist in HSK-T-Ausführung in den Grössen 63 und 100 ausgelegt. Wichtig hierbei ist, dass die Fräsfunktionalität in vollem Umfang erhalten bleibt.

Hauptspindel wird arretiert

Die Hauptspindel wird dabei arretiert, so dass auch grössere Drehmomente problemlos übertragen werden und das Drehwerkzeug jeweils reproduzierbar exakt zu positionieren ist. Das bewährte 5-Achsen-Konzept der C-Baureihe zeigt auch in den MT-Versionen seine praktischen Vorzüge auf, denn im Vergleich zu den Maschinen der Wettbewerber weist die C 60 U MT dynamic eine deutlich grössere maximale Störkontur im Spindelverfahrbereich auf, was im Klartext bedeutet, dass auch entsprechend grössere Werkstücke durch kombiniertes Drehen/Fräsen in einer Aufspannung zu bearbeiten sind.

Integriertes Wuchtsystem

Dass es dabei wegen der beim Rotieren/Drehen auftretenden Massenmomente nicht zu Problemen und Beschädigungen kommt, wird ein Drehtisch mit integriertem Wuchtsystem eingesetzt. Mittels dem sind auch maximal grosse und schwere Werkstücke inklusive der Werkstück-Spanntechnik präzise zu wuchten, womit die Betriebssicherheit bis hin zur Enddrehzahl gewährleistet ist.

Perfekt für die Präzisionsteilefertigung

Das Bearbeitungszentrum C 60 U MT dynamic ist als «Hakenmaschine» (4-Punkt-Aufstellung) konzipiert und ausgerüstet und hat ein Gesamtgewicht von rund 31 Tonnen. Davon entfallen allein 17 Tonnen auf das einteilige Maschinenbett aus EN-GJS-400, so dass eine hochstabile Basis mit sehr guten Dämpfungseigenschaften vorhanden ist. An Linearführungen wurden Präzisions-Hochleistungs-Wälzführungen der Baugrössen 65, 55 und 45 verbaut und auch antriebsseitig wurde streng auf eine leistungsgerechte, langzeitstabile Ausrüstung geachtet.

Drehmomente und Leitungen

Die Antriebe sorgen mit Beschleunigungswerten von a = 6 m/s2 und Eilgangsgeschwindigkeiten von v = 50 m/min in allen Achsen für eine vergleichsweise sehr hohe Dynamik. Bezüglich der Hauptspindeln kann der Kunde zwischen den Ausführungen HSK-A 100/HSK T 100 mit 12000 1/min (56 kW Antriebsleitung bei 356 Nm Drehmoment) oder HSK-A 63/HSK T 63 mit 18 000 1/min (35 kW Antriebsleitung bei 215 Nm Drehmoment) wählen.

Der wie erwähnt modulare Aufbau erlaubt die Ausrüstung mit einem NC-Schwenkrundtisch mit Durchmesser von 1200 und mit Palettenspannsystem. Der NC-Schwenkrundtisch lässt sich um 260° (/–130°) schwenken und beschleunigt für Drehbearbeitungen auf bis zu 450 1/min in der C-Achse – ideal für Impeller- und Kegelräderbearbeitungen. <<

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