Höchste Präzision in XXL

Über die Jahre hat sich F. Schumacher auf die Bearbeitung von Guss- und Schmiedeteile spezialisiert, die beachtliche Größen und ein Gewicht von bis zu 5 t haben können. Drehteile werden in Größen von 50 bis 1500 mm Durchmesser zerspant. Bei prismatischen Teilen liegt der Schwerpunkt bei 500er- oder 630er-Palettengrößen – wobei auch Fräsmaschinen mit 400er-, 800er- und 1250er-Paletten vorhanden sind. Das jüngste Bearbeitungszentrum ist eine HM 800 von OKK. Mit diesem japanischen Hersteller verbindet Schumacher eine seit gut 30 Jahren bestehende Partnerschaft. Derzeit befinden sich sieben OKK-Bearbeitungszentren im Maschinenpark, fünf vertikale und zwei horizontale.

Maschinenkapazität aufgestockt
„Um die horizontale Bearbeitung zu testen, haben wir uns eine gebrauchte OKK HP 500S gekauft, die sich für unser Kleinteilespektrum eignet“, erklärt Ansgar Schumacher, der zusammen mit seinem Bruder Elmar als Geschäftsführer das Unternehmen leitet.

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Links: Für manche Bohrungen ist eine Rundheit von 2 bis 3 µm gefordert, die auf der Messmaschine nachgewiesen werden.
Rechts: Auf der OKK HM 800 können nun auch solche Schwingen bearbeitet werden, die anspruchsvolle Werkstücke sind, in die zahlreiche Bohrungen in der richtigen Reihenfolge einzubringen sind.

„Sie hat sich bewährt, denn bei manchen Artikeln sind wir 30 Prozent schneller und haben 20 Prozent weniger Werkzeugkosten, weil die Maschine so solide arbeitet.“ Deshalb wurde die Maschinenkapazität schließlich auch um die größere OKK HM 800 aufgestockt.

Die teamtec CNC-Werkzeugmaschinen GmbH, Generalvertreter für OKK in Deutschland, lieferte die HM 800 im Dezember 2012, im Januar 2013 ging sie in Betrieb. „Wie alle OKK-Maschinen hat uns die HM 800 mit ihrer extrem steifen und robusten Konstruktion überzeugt“, erklärt Ansgar Schumacher. „Schließlich benötigen wir sie für die effiziente Schrupp- und Schlichtbearbeitung von großen Gussrohlingen.“ Aus Erfahrung mit anderen OKK-Maschinen vertraut Schumacher dem stark verrippten gusseisernen Bett und den hochbelastbaren groß dimensionierten Linearrollenführungen, die langfristig für hohe Genauigkeit sorgen. Vorgespannte, beidseitig gelagerte Kugelrollspindeln mit großem Durchmesser und überwachter Innenkühlung garantieren hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeiten von ± 0,0015 mm über den vollen Verfahrweg.

Profiwissen pur

Einfacher und schneller rüsten
Gerade bei derart großen Maschinen ist die NC-Achse im Maschinentisch eine durchaus sinnvolle Einrichtung. Denn wenn große Gussteile auf dem Maschinentisch platziert werden, lässt sich deren Position mit einem integrierten Messtaster erfassen. Bei kleinen Abweichungen kann die Steuerung dann den Tisch in Mikrosekunden-Schritten drehen, ohne dass die Vorrichtung verändert oder verschoben werden muss. Im Endeffekt reduziert sich dadurch die Rüstzeit.

 

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Oben: Hohe Maschinenstabilität ist beim Einsatz von Werkzeugen dieser Dimension unabdingbar.
Unten: Beim Kauf der OKK HM 800 waren für F. Schumacher der große Bearbeitungsraum und die schlanke Getriebespindel von großer Bedeutung.

Dreistufige Getriebespindel
Ausschlaggebend für die Entscheidung zugunsten der OKK HM800 waren auch Details wie der große Bearbeitungsraum und die Verfahrwege von 1400 x 1100 x 1050 mm in X-, Y- und Z-Achse. Auch die verfügbare Getriebespindel (dreistufig) spielte eine wesentliche Rolle. „Damit können wir mit deutlich geringerer Anschlussleistung als bei einer Motorspindel arbeiten“, erklärt Ansgar Schumacher. „Wichtig, um beim Energiebezug nicht zu hohe teure Leistungsspitzen zu verursachen.“ Auch die glatt konische Spindelkastengeometrie war für das vorgesehene Teilespektrum ideal. Denn in manchen Fällen muss die Spindel mit dem Werkzeug tief ins Werkstück tauchen. Da wären ein großer Spindelkasten und andere Störkanten hinderlich.

„Besonders fasziniert hat uns, dass bei der OKK HM 800 das Interpola­tionsdrehen auch mit der Getriebespindel funktioniert“, erklärt Ansgar Schumacher. „Das kannten wir bisher nur von einer Motorspindel. Wenn wir etwa konzentrische Rillen brauchen, können wir mit dieser Funktion mit einem kleinen Werkzeug einstechen, und die Maschine interpoliert die Kreisbahn.“

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Das Bearbeitungszentrum HM 800 des japanischen Werkzeugmaschinenherstellers OKK überzeugt durch seine steife Bauweise und hohe Präzision. Im Vordergrund ist der Zweifach-Palettendrehwechsler zu sehen, der zum Palettentausch nur 19 s benötigt. Bilder: teamtec

Die Summe dieser Merkmale und Eigenschaften ergibt höchste Maschinenverfügbarkeit, verbunden mit absoluter Genauigkeit und Prozesssicherheit. Damit dieser Zustand möglichst lange erhalten bleibt, stellt teamtec eine Ser­vicemannschaft, die bereits am Telefon qualifizierte Auskunft geben kann. Das wissen die beiden Schumacher-Brüder sehr zu schätzen: „Wenn wir wie bei teamtec Fachleute am Telefon haben, ist uns meist schnell geholfen. Andernfalls müssen wir auch auf Servicetechniker und Ersatzteile nicht lange warten.“

Ein weiteres Highlight im Maschinenpark ist das universale 5-Achs-Bearbeitungszentrum VG 5000. Wie alle OKK-Maschinen ist es kompakt und robust gebaut. Dank seiner hohen Steifigkeit eignet es sich für fünfachsiges Zerspanen selbst hochfester Materialien wie rostfreien Stählen und Titanlegierungen. „Hochfeste Werkstoffe kommen bei uns eher selten vor, auch freigeformte Oberflächen sind bei uns ausgesprochen selten“, erklärt Ansgar Schumacher. „Dennoch können wir auf diese Maschine nicht verzichten: Wir brauchen die Maschine für die 5-Seiten-Bearbeitung einer Schwinge, die mehrfach und in der richtigen Reihenfolge gebohrt werden muss.“

Dieses Bauteil liefert F. Schumacher schon seit Jahren. Doch in einer Verbesserungsmaßnahme wurde die Schwinge mit einer Zentralschmiereinrichtung versehen, die die Lagerstellen versorgt. Das erfordert zusätzliche Bohrungen. So enthält das Teil nun acht Tiefbohrungen mit 20 bis 30xD bei Durchmessern 4 und 7 mm und einige kürzere Stichkanäle. Die größte Bohrung hat den Durchmesser 70 mm. Da kommt das hohe Drehmoment der OKK VG 5000 von 600 Nm gerade recht.

Aufgrund der Achskonfiguration der Maschine benötigt Schumacher für die speziellen Bohrbearbeitungen sehr lange Werkzeuge. Dafür hat sich die SK50-Aufnahme mit dem Big-Plus-Spindelsystem und seiner großen Plananlage bewährt, die für eine besonders steife Verbindung zwischen Maschinenspindel und Werkzeughalter sorgt. Besonders angetan sind die Geschäftsführer von der Rundheit der Bohrungen: „Hier sind 10 µm Zylindrizität gefordert, laut Messmaschine liegen wir auf der VG 5000 zwischen 2 und 3 µm.“

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Elmar und Ansgar
Schumacher (rechts) sind mit ihrer jüngsten Investition in das horizontale Bearbeitungszentrum HM 800 von OKK sehr zufrieden. Es eignet sich optimal für die Bearbeitung großer Gussteile.

Für diese Präzision ist zum einen die Steifigkeit verantwortlich, die auf dem massiven, stark verrippten Portalaufbau mit Säulen und Traverse aus einem (Mehanit)-Guss beruht. Zum anderen tragen die großzügig dimensionierten Präzisions-Linearrollenführungen und die beidseitig gelagerten Kugelrollspindeln dazu bei. Eine Temperaturüberwachung und ein Kühlsystem sorgen für die konstante Genauigkeit dieser Elemente wie auch der Arbeitsspindel.