Wegen der hohen Drehzahlen moderner HSC-Maschinen müssen die Werkzeuge und deren Aufnahmen feingewuchtet sein. Sonst leidet die Oberflächengenauigkeit des Werkstücks, und die Standzeit von Werkzeug und Spindel sinkt deutlich. Doch für die Wuchtgüte gibt es sinnvolle Grenzen.
Wie wichtig das Feinwuchten von schnelldrehenden Werkzeugen ist, haben inzwischen viele Anwender erkannt. Doch kaum einer hat sich mit dem Thema Wuchten intensiver auseinandergesetzt. Häufig herrscht die Meinung: Je höher die Wuchtgüte, desto besser. Das ist prinzipiell richtig. Da sich jedoch Masse und Drehzahl des zu wuchtenden Objekts unmittelbar auf die Wuchttoleranz auswirken, gibt es eine Grenze des tatsächlich Sinnvollen. Soll beispielsweise ein Schrumpffutter HSK 40 mit einer Masse von 300 g, das mit 60 000 min-1 rotiert, auf die Wuchtgüte G = 2,5 gebracht werden, so darf die zulässige Unwucht nicht mehr als 0,12 gmm betragen. Das bedeutet, dass der Schwerpunkt des Werkzeughalters maximal 0,4 µm aus der Mitte verschoben sein darf. Franz Ziegltrum, bei der Igenhausener Franz Haimer GmbH fürs Engineering zuständig, betont: „Eine derartige Wuchtgenauigkeit ist völlig sinnlos, weil allein die Spannung einer Spindel auf der Werkzeugmaschine kaum eine höhere Genauigkeit als 1–2 µ aufweist.“ Realistisch wäre – ausgehend von der Exzentrizität von 2 µm – eine Unwucht von 300 g x 0,002 mm = 0,6 gmm. Das entspricht einer Wuchtgüte von G = 12,5.
Damit die gemessene Genauigkeit auch auf der Werkzeugmaschine vorhanden ist, kommt es ganz entscheidend auf die Art des Wuchtvorgangs an. Die besten Ergebnisse erhält der Anwender, wenn er den Rotor auf der Wuchtmaschine so spannt wie beim praktischen Einsatz auf der Werkzeugmaschine. Dies ermöglicht beispielsweise die Wuchtmaschine Tool Dynamic von Haimer. Die Werkzeugaufnahme wird von oben direkt am Steilkegel oder am HSK in die vertikal stehende Wuchtspindel gespannt.
„Unsere Wuchtmaschine ist speziell für das Wuchten von Werkzeugaufnahmen und Werkzeugen entwickelt worden. Sie bietet beim Spannen eine Wiederholgenauigkeit von weniger als einem µ“, erläutert Ziegltrum. „Durch das Wuchten in zwei Durchgängen – einmal um 180 Grad gedreht – lassen sich kleinste Spannfehler fast vollständig kompensieren.“ Das Wucht-Know-how steckt im Computer, der alle Berechnungen durchführt und anzeigt, wo Material entfernt oder zugeführt werden muss.
Der Materialabtrag kann beispielsweise mittels Bohren oder Fräsen erfolgen. Weil man dazu die Werkzeugaufnahme von der Wuchtmaschine auf eine Bearbeitungsmaschine wechseln und zur Kontrolle wieder zurückbringen muss, sind beide Verfahren jedoch relativ aufwendig. Eine elegantere Lösung sind sogenannte Wuchtringe. Zwei zusammengehörende Ringe, die eine definierte Unwucht haben, werden dabei an einer zylindrischen Stelle auf das Werkzeug geklemmt. Durch Verdrehen der Ringe lässt sich die Unwucht ausgleichen. Die Software gibt dazu exakte Winkelgrade an. Praktisch ist der Linienlaser, der direkt am Werkzeug die einzustellende Position anzeigt. Eine Alternative zu Wuchtringen sind Wuchtschrauben, die mit ihrem Gewicht die Unwucht des Werkzeuges ausgleichen. Beim Einstellen hilft wieder die Software. Wird mit Wuchtringen oder -schrauben gearbeitet, dauert der gesamte Vorgang nicht länger als 1 bis 2 min.
Die reproduzierbare Wuchtgenauigkeit von weniger als 0,3 gmm ist nur ein Vorteil der Tool Dynamic. Ebenso wichtig ist die einfache Bedienung. Schließlich soll die Wuchtmaschine in der Fertigung eingesetzt werden und die Fremdvergabe des Wuchtens ersetzen. Das Konzept sieht daher vor, dass jeder Mitarbeiter, der sich mit Werkzeugaufnahmen auskennt, die Maschine ohne großen Schulungsaufwand bedienen kann. hw
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