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Fertigung: Werkzeughersteller schnürt individuell passendes Paket

Fertigung
Werkzeughersteller schnürt das passende Paket für jede Anwendung

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Für die neue Vertikaldrehmaschine nxt von Schuster hat das Project-Engineering-Team von Ceratizit ein Werkzeugkonzept erarbeitet, das auch komplexe Werkstücke qualitativ hochwertig realisiert.

Ein übliches Szenario für Zerspanungsunternehmen: Man bekommt die Zeichnung eines Bauteils und muss entscheiden, ob es mit eigenen Mitteln wirtschaftlich machbar ist. Da die Anforderungen immer komplexer werden, gestaltet sich dieser Entscheidungsprozess zunehmend schwierig. „Wir haben viel Erfahrung beim Entwickeln innovativer Werkzeuglösungen und bringen das Know-how mit, Zerspanprozesse ganzheitlich und in der Tiefe zu betrachten“, sagt Steffen Baur, Leiter Technical Management bei Ceratizit. Deshalb werde das Team Project-Engineering gerne hinzugezogen.

Project-Engineering blickt über den Tellerrand hinaus

Schon vor Jahren kamen die Spezialisten des Werkzeugherstellers auf diese Weise auch in Kontakt mit der Schuster Maschinenbau GmbH in Denklingen. Für ein komplexes Demoteil, das die Fähigkeiten der neuen Vertikaldrehmaschine nxt aufzeigen sollte, suchte Schuster nach der idealen Werkzeugbestückung.

Bei vertikalen Pick-up-Drehmaschinen wie der nxt kommt der Hauptspindel eine zentrale Aufgabe zu. Sie ist sowohl fürs Bearbeiten des Werkstücks – fürs Drehen, Bohren und Fräsen – als auch für die Automation zuständig. Weil dadurch mehrere Prozessschritte zusammengeführt werden können, spart das letztlich enorm viel Zeit. Zudem ermöglicht dieses Prinzip eine kompakte Bauweise. „Als Folge ist die Maschine ideal für Lohnfertiger, die mit der Stellfläche knausern müssen, aber keine Abstriche bei der Qualität machen wollen“, erklärt Matthis Rühle, Head of Sales bei Schuster. Die Hakenmaschine mit einem Gewicht von etwa 7 t kann bei Bedarf schnell an einen anderen Platz versetzt werden. So macht sich das Konzept gerade bei Kleinserien bezahlt, zumal die vielfältigen Automatisierungsoptionen wichtige Hebel für die Effizienz sind.

Komplexes Bauteil, innovative Drehmaschine, cleveres Werkzeugkonzept

Noch vor der Effizienz stand beim Demoteil für die nxt die reine Machbarkeit im Vordergrund. Dazu griff das Project-Engineering-Team von Ceratizit tief ins eigene Produktportfolio und stellte ein Werkzeugpaket zusammen, das in der Lage ist, die anspruchsvollen Bearbeitungsprozesse zu meistern. „Wir haben uns bewusst ein sehr anspruchsvolles Teil ausgedacht, um zu zeigen, wozu unsere Maschine fähig ist“, sagt Anwendungstechniker Andreas Schuster. „Doch erst im Zusammenspiel mit den Werkzeugen hat sich gezeigt, welches Potenzial – auch für kommende Herausforderungen – in dieser Kombination noch steckt.“

Neun Prozesse in einer Aufspannung

Insgesamt neun einzelne Bearbeitungsschritte waren nötig, um das Demoteil herzustellen: Schruppen, Bohren, Schlichten, Exzenterfräsen und trochoidales Drehen. „Da war sozusagen alles dabei und damit ein ideales Spielfeld für unsere Werkzeugkompetenz“, erzählt Andreas Armbruster, der die Projektausarbeitung bei Ceratizit leitete. Zur Werkzeugauswahl gehörte beispielsweise das achtschneidige 90°-Eckfrässystem Maxi Mill 491, das sogar einen Plattenwechsel in der Maschine ermöglicht. Dank moderner Dragonskin-Beschichtung sind die präzisionsgeschliffenen WSP sehr stabil und schnittig. Der weiche Schnitt sorgt für höchste Oberflächengüten und erheblich längere Standzeiten.

Fräser aus der neuen Generation der WNT-Silverline erreichen – abhängig von den Werkstoffeigenschaften – 20 bis 40 % höhere Schnittwerte. Parallel dazu steigen die Standzeiten um 30 bis 40 %. Zudem sind die neuen Silverline-Werkzeuge laufruhiger und reduzieren die Belastung der Maschine.

Ebenfalls mit von der Partie war EcoCut, das von Ceratizit so gestaltet wurde, dass mit diesem einen Werkzeug bis zu vier verschiedene Bearbeitungsverfahren realisierbar sind. Die entfallenden Werkzeugwechsel verkürzen die Rüstzeit und verbessern so die Maschinenauslastung. Da gleich drei Hartmetallsorten mit Dragonskin-Beschichtung eingeführt wurden, lässt sich nun eine noch größere Bandbreite an Materialien und verschiedenen Anwendungen bearbeiten.

Mit vier Schneiden schneller bohren

Im Vergleich zu den üblichen zwei- und dreischneidigen Hochvorschubbohrern sparte der vierschneidige WTX HFDS bis zu 66 % Bearbeitungszeit. „Für das Bauteil bei Schuster kam er mit den Durchmessern 10, 12 und 16 mm zum Einsatz und schüttelte Bestzeiten aus dem Ärmel“, betont Steffen Baur. Im Zusammenspiel mit der massiven Bohrkonsole direkt am Maschinenständer erreichte er trotz Sprinttempo beste Oberflächengüten. Zudem sorgten die vier spiralisierten Innenkühlkanäle für perfekte Kühlung und lange Standzeiten.

Überhaupt hat das Thema „Bohren“ bei Schuster einen hohen Stellenwert. Die nxt lässt sich mit verschiedenen Optionen zum Bohrexperten aufrüsten. Besonders stolz ist der Maschinenbauer auf die hohe Gesamtpräzision der Maschine, die beim Bohren Positionstoleranzen zwischen 7 und 10 µm einhalten kann. Wenn Bohroperationen essentielle Zerspanprozesse sind, kann der Kunde das Ausstattungspaket „Hochleistungsbohren“ sowie die Präzisionsbohrbearbeitung mit zusätzlicher Bohrspindel ordern.

Trochoidales Drehen macht Prozesse effizienter

Trochoidales Fräsen hat sich in den Produktionshallen wegen der fehlenden CAM-Software lange nicht durchgesetzt. „Dank hyperMill und Maxx Machining von OpenMind haben wir nun das bewährte Konzept auch auf die Schruppbearbeitung von Drehteilen übertragen und das troichoidale Drehen mit CAM-Programmierung entwickelt – und in der nxt implementiert“, sagt Steffen Baur stolz. Das Ergebnis sind kürzere Zykluszeiten, flüssige Maschinenbewegungen, aber auch längere Standzeiten, erhöhte Prozesssicherheit und weniger Verschleiß – nicht zuletzt dank der passenden Rundplatten und Werkzeughalter von Ceratizit.

Prozesse überwachen leicht gemacht

Für eine Maschine wie die Schuster nxt, die bereits auf Zukunftsfähigkeit ausgerichtet ist, kommt ein Überwachungs- und Regelungssystem wie ToolScope von Ceratizit gerade recht. Es erfasst permanent Signale aus dem Fertigungsprozess. Die Daten werden visualisiert und zum Monitoring und zur Regelung der Maschine eingesetzt. Je nachdem, was optimiert werden soll, kann der Nutzer verschiedene Optionen auswählen.

So sorgt etwa die Prozessüberwachung TS-PM dafür, dass ToolScope automatisiert den optimalen Prozessablauf lernt und anschließend auf Abweichung in der Bearbeitung reagiert. Die Vorschubregelung TS-AFC beschleunigt den Prozess dort, wo das gefahrlos möglich ist und schützt gleichzeitig das Werkzeug, indem Lastspitzen abgefangen werden. Das reduziert die Taktzeiten und schützt vor Überlast, erhöht die Werkzeugstandzeit und steigert die Maschinenverfügbarkeit. Via Beschleunigungssensor erkennt das Modul ToolScope CD Stoßkollisionen im Eilgang und leitet innerhalb von weniger als 1 ms einen Nothalt ein.

Mit der nxt hat Schuster ein zukunftsfähiges, hochflexibles Maschinenkonzept auf den Markt gebracht, „das mit Qualität und einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis punktet“, wie Matthis Rühle betont. Die Bedienung gelinge dank Fanuc-Steuerung und Touchdisplay intuitiv und einfach. Komplett konfiguriert und fertig zur Auslieferung sei die Maschine innerhalb von vier Monaten. Je nachdem, welche Konfiguration der Kunde ordert, schnürt Ceratizit ein individuell abgestimmtes Werkzeugpaket. (mw)

Kontakt:

Ceratizit Deutschland GmbH
Daimlerstraße 70
87437 Kempten
Tel.: +49 800 921 0000
www.Ceratizit.com

Schuster Maschinenbau GmbH
Wernher-von-Braun-Strasse 7
86920 Denklingen
Tel.: +49 8243 9680 0

www.schuster-maschinenbau.de

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