Rüstzeitkiller Hartfräsen

Die Technologie des Hartfräsens hat in den vergangenen Jahren im Bereich des Werkzeug- und Formenbaus ihren festen Platz gefunden. Auf heutigen CNC-Bearbeitungszentren sind hinsichtlich Antriebsleistung, Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften die für erfolgreiches Hartfräsen erforderlichen Maschineneigenschaften in hohem Maße gegeben.

Hartfräsen, in diesem Fall mit angetriebenen Werkzeugen (AGW), wird bis jetzt dem Haslacher Unternehmen zufolge nur in geringem Umfang betrieben. Häufiger Grund war, dass die mit dem Hartfräsen verbundenen hohen Schnittwerte mit den vergleichsweise leistungsschwachen und langsam laufenden Werkzeugantrieben der Drehmaschinen nicht realisiert werden konnten.

Die dazugehörigen angetriebenen Werkzeuge waren in Hinblick auf diese Antriebsleistung durchaus angemessen ausgelegt, jedoch lag der Schwerpunkt auf Kosteneinsparungen anstatt auf einer optimierten Stabilität. In der Konsequenz waren diese Werkzeuge für das Hartfräsen ungeeignet.

Die Vorteile des Hartfräsens sind jedoch enorm. Der traditionelle, prozessintensive Ablauf Drehen-Fräsen-Härten-Schleifen wird massiv abgekürzt. Außerdem können selbst gehärtete Teile auf einer Maschine komplett bearbeitet werden, was den Produktionsprozess insgesamt verschlankt und zu einer gesteigerten Produktivität bei gleichzeitiger Kostenreduktion führt.

Auf einen Blick

Vorteile Solidfix

  • kompakte Bauform
  • große Plananlage
  • hohe Systemsteifigkeit, daher fräsgeeignet
  • hohe Drehmomentübertragung
  • hohe Drehzahlen (wuchtneutraler Aufbau)
  • sehr hohe Rundlaufgenauigkeit: < 5 µm auf 30 mm
  • hohe Wiederholgenauigkeit
  • zentrale, querkraftfreie Krafteinleitung
  • spielfreie Kegelzentrierung
  • Quick Change, Wechselzeit unter 20 s
  • Einhandbedienung
  • Einfaches Handling ohne Spezialwerkzeug
  • weggesteuertes Spannen (180°) – Anziehen ohne Drehmomentschlüssel möglich
  • automatische Ausstoßfunktion
  • Verliersicherung über Sicherheitsbajonett
  • selbstsichernde Spannfunktion
  • Vermeidung von Fehlbedienung
  • erfüllt Maschinenrichtlinien nach 2006/42/EG
Werkzeugwechsel Solidfix

Minimalmengenschmierung bei Radialbohr- und Fräskopf. Der Werkzeugwechsel erfolgt mit Solidfix ohne Spezialwerkzeug.

Werkzeuge mit hoher Leistung
Inzwischen haben Werkzeugsystemhersteller wie Benz die Chancen dieser Technologie erkannt und entsprechende Werkzeuge mit hoher Leistung entwickelt. Gerade wenn es um höchste Härten oder beste Oberflächen geht, gibt es physikalische Grenzen, die neben einer deutlich steiferen Maschinenspindelauslegung und Feinabstimmung von Fräswerkzeug, NC-Programm und Maschinenbewegung zwingend auch einer ausreichend steifen Spindel in den eingesetzten angetriebenen Werkzeugen bedarf. Die für das Hartfräsen typischen, hohen Schnittgeschwindigkeiten halten trotz der harten Werkstoffe die Schnittkräfte im erträglichen Bereich.

Ein Video zum Thema finden Sie hier.

Dennoch werden an die AGW-Spindeln wegen der geforderten, hohen Oberflächengüten und der Sprödigkeit der Schneidstoffe hohe Anforderungen gestellt. Die engen Bauraumverhältnisse auf den Werkzeugrevolvern setzen ebenfalls unliebsame Grenzen. Bei Benz führte dies zu unterschiedlichen Spindelkonstruktionen.

Solidfix

Der Hersteller verspricht mit Solidfix signifikante Rüstzeiteinsparungen.

Kleinere Fräswerkzeuge laufen zum Erreichen der benötigten Schnittgeschwindigkeit mit hohen Drehzahlen. Hier werden mit in vorgespannten Spindellagern gelagerte Spindeln gute Ergebnisse erreicht. Mit zunehmendem Fräserdurchmesser nimmt die Drehzahl ab, daher sollten den Unternehmensspezialisten zufolge kegelrollengelagerte Spindeln mit besonders hoher Steifigkeit eingesetzt werden.

In der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung setzt Benz auf die Minimalmengenschmierung. Beim Hartfräsen etwa muss das Ölnebelgemisch möglichst direkt auf die Schneide gesprüht werden.

Schnellwechselsystem spart Zeit
Die Zerspanung harter Werkstoffe ist mit einem hohen Schneidwerkzeugverschleiß verbunden. Somit kommt dem Werkzeugwechsel bei angetriebenen Werkzeugen eine große Bedeutung zu. Um auch im Bereich der teils häufigen Werkzeugwechsel Rüstzeiten zu sparen, bietet sich der Einsatz von Schnellwechselsystemen an.

Thomas Geisselmann

Thomas Geisselmann, Konstruktion Benz GmbH: „Die Leistung der Werkzeugantriebe ist bei modernen Drehmaschinen ausreichend für Hartfräsoperationen. In jedem Fall bedeutet Hartfräsen mit angetriebenen Werkzeugen einen spürbaren Gewinn bei Flexibilität und Durchlaufzeiten.“

Benz bietet das modulare Schnellwechselsystem Solidfix mit einer sehr kompakten Bauweise an. Sie verleiht dem System nach eigenen Angaben eine hohe Stabilität, die sich letztlich auch in der Bearbeitungsgenauigkeit widerspiegeln soll. Benz Solidfix bietet durch die Kombination einer spielfreien Kegelzentrierung mit einer extrem großen Plananlage, verbunden mit hohen Einzugskräften, ein Höchstmaß an Kippsicherheit und Stabilität, die nach Herstellerangaben auch die Anforderungen bei Fräsbearbeitungen erfüllt.

Die hohe Drehmomentübertragung und die hohen möglichen Drehzahlen kennzeichnen ebenfalls die hohe Leistungsfähigkeit. Dies unterstützt ein spezieller Spannmechanismus, der zentral, querkraftfrei wirkt und zusammen mit der kompakten Bauform bei Rundlauf, Biegefestigkeit und Wiederholgenauigkeit punktet. Werkzeugwechsel lassen sich gesichert über eine Verliersicherung ohne Spezialwerkzeug in weniger als 15 s erledigen.