Motorblock. - Bild: Bimatec Soraluce

Flexibler, effizienter Einsatz bei Reparaturbearbeitung: Ausspindeln einer Zylinderbohrung. - Bild: Bimatec Soraluce

| von Edwin Neugebauer

Maschine und Fräskopf müssen eine produktiv arbeitende, abgestimmte Einheit bilden, um vielfältige Bearbeitungen beim Kunden zu realisieren. Dazu braucht der Kunde Fräsköpfe und Pinolen, die mit einem breiten Spektrum an Werkzeugen bestückt werden können. Dies bietet Bimatec Soraluce mit seinen diversen Fräskopf-Varianten, die im Zusammenwirken mit der Maschine auf Knopfdruck den gewünschten Prozess starten.

Bearbeitung 1: FP 10000 mit Universalfräskopf repariert Motorblock

Motorblöcke im Dauereinsatz in Bahn- oder Schiffsindustrie müssen bei Dichtheitsproblemen an der Auflage zum Zylinderkopf oder in den Zylinderlaufbahnen nachgearbeitet werden. Dies geschieht in einer Reparaturfertigung und wird von einer Bimatec Soraluce FP 10000 mit einem stufenlos einstellbaren Universalfräskopf und eingesetzten Fräs- und Ausspindelwerkzeugen übernommen.

„Schon das aufwändige Ausrichten des massiven Blocks auf dem Spanntisch entfällt, denn die FP 10000 tastet bei dem einfach vor die Maschine gelegten Motorblock die Ausrichtflächen an, und kann damit die Raumlage der zu bearbeitenden Flächen bestimmen“, erklärt Frank Jung, Leiter Technologie bei Bimatec Soraluce den schnellen und sicheren Ausrichtprozess.

Jetzt kommt der bedeutende Vorteil der Einheit FP 10000 mit Universalfräskopf, denn die stufenlose Einstellbarkeit der Schwenkebenen am Fräskopf erlaubt es, den Fräskopf exakt auf die Bearbeitungsebenen für Planfläche und Zylinderbohrung zu positionieren (auf ½/ooo° genau). „Allein diese Vorteile an der FP 10000 und der stufenlos einstellbare Universalkopf sparen uns circa acht Stunden Ausrichtarbeit, die sonst angefallen wären“, stellt Frank Jung fest, der das Projekt beim Kunden, in Bezug auf Kosteneinsparung für den Kunden, begleitet hat.

Perfekt demonstriert der Universalkopf seinen flexiblen Einsatz auch bei den folgenden Operationen wie Ausspindeln der Zylinderbohrung auf Maß zum Einpressen neuer Zylinderlaufbuchsen und beim Überfräsen der Dichtfläche zum Zylinderkopf.

Beim Ausspindeln fährt das zweischneidige Sonderwerkzeug auf Tiefe in den Zylinder ein und bearbeitet die komplette Zylindertiefe mit der unteren Planfläche für den Buchsensitz. Die Bearbeitung der Zylinderkopfdichtfläche ist dann eine besondere Herausforderung, denn hier soll die Oberflächenstruktur keinen Kreuzschnitt aufweisen, wie er beim senkrecht zur Fräsfläche angestellten Fräser durch das Nachschneiden der Werkzeugschneiden entsteht.

Bei einer Kreuzschnittstruktur wäre die Dichtheit nicht gegeben und Gasaustritt an der Zylinderkopfdichtung wäre die Folge. Der Fräser muss daher auf Sturz geneigt eingestellt werden, und zwar so genau (Abweichung auf einen Meter Länge: 0,005 Millimeter), dass er auf der gesamten Werkstücklänge das gewünschte Fräsbild und die geforderte Ebenheit der Fläche erzielt. Abschließend wird die Kurbelwellenlagergasse beidseitig bearbeitet mit den hohen Anforderungen an die Koaxialität.

Frank Jung fasst das Endergebnis so zusammen: „Wir sparen dem Kunden in Summe circa 40 Prozent der bisherigen Bearbeitungszeit ein, da wir die volle Funktionalität von Fräskopf und Maschine nutzen.“

Hochpräzise Finishbearbeitung. - Bild: Bimatec Soraluce
Hochpräzise Finishbearbeitung mit dem HSC-Fräsvorsatz mit 26.000 min-1. - Bild: Bimatec Soraluce

Bearbeitung 2: PMG 6000 mit HSC-Vorsatz-Spindel finisht Blechumformwerkzeug

Bei der Herstellung, Komplettbearbeitung in einer Aufspannung, von Blechumformwerkzeugen aus hochfestem Stahl mit Zugfestigkeiten bis zu 1.200 N/mm², sind leistungsstarke Fräsköpfe für die Schruppbearbeitung und im Finish Spindeln mit hohen Drehzahlen gefragt. Für diesen Range ist die Fräskopftechnologie von Bimatec Soraluce genau die richtige Auswahl.

„Die Soraluce Fräskopftechnologie, die wir jetzt über 20 Jahre kennen, ist für uns eines der entscheidenden Argumente für die Soraluce Maschinen“, bestätigt der Inhaber der Firma, wenn er auf die Qualität der Einheit von PMG 6000 und Fräskopf schaut. Die Maschine ist mit einem HSC-Vorsatz, Vertikalfräsvorsatz und mit einem stufenlos schwenkenden Fräskopf ausgestattet. Der Universalfräskopf liefert eine Leistung von 60 Kilowatt bei 7.000 min-1.

Für die hochgenaue Finishbearbeitung wird ein HSC-Fräsvorsatz mit 26.000 min-1 eingewechselt. Dafür steht ein automatisches Fräskopfwechselsystem mit drei Fräskopfplätzen bereit. Zusätzlich laufen auf der Steuerung der Maschine prozessoptimierende Tools zur Verbesserung der Werkstückqualität und Verringerung der Bearbeitungszeiten.

Die Maschine mit dem Hochgeschwindigkeitsfräsvorsatz arbeitet so präzise, dass der Anwender meint: „Wir sind überrascht sowie begeistert von der neuen Portalmaschine. Die ist so genau und präzise in der Oberflächenbearbeitung, dass wir beim Abziehen und Polieren insbesondere in den Radienübergängen circa ein Viertel der Zeit einsparen.“

Hochdynamisches Interpolationsdrehen. - Bild: Bimatec Soraluce
Hochdynamisches Interpolationsdrehen mit motorisch gesteuertem Planzug. - Bild: Bimatec Soraluce

Bearbeitung 3: FP 6000 beim Interpolationsdrehen

Interpolationsdrehen auf einer Fräsmaschine ohne Drehtisch ist eine technologisch äußerst anspruchsvolle Aufgabe, das heißt hier ist High Performance Cutting (HPC) in Vollendung gefragt. Dabei müssen sowohl der Fräskopf als auch die Maschine und Steuerung in perfekter Funktionalität zueinander laufen.

Hier zeigt sich die hochwertige Einsetzbarkeit eines Universalfräskopfes von Bimatec Soraluce. Die zusätzliche Verwendung eines Aussteuerkopfes mit einem integrierten motorisch gesteuerten Planzug erhöht noch die Performance des Fräskopfes. Die Signale für die motorische Ansteuerung und die Sensorik zur Positionserkennung und Wegmessung sind in der Aussteuereinheit integriert und werden beim Spannen in der ISO-50-Werkzeugaufnahme induktiv übergeben.

Im Prozess bearbeitet der Drehstahl im Aussteuerwerkzeug den Innendurchmesser eines Lagersitzes und die Planschulter dazu, weiterhin auch Nuteneinstiche im Durchmesserbereich. Dazu wird der Fräskopf mit dem Drehstahl jeweils stufenlos in die Sollpositionen für die Einstich- und Drehoperationen gefahren.

Stabilität und Leistung an diesem stufenlos indexierenden Fräskopf von Bimatec Soraluce mit Planzugeinheit sorgen für Zerspanungsparameter, die vergleichsweise mit einem fest in einer Hirth Verzahnung indexierten Fräskopf erzielt werden.

Karusselldrehen. - Bild: Bimatec Soraluce
Steif eingespannte Bearbeitungsspindel beim „Karusselldrehen“. - Bild: Bimatec Soraluce

Bearbeitung 4: FP 10000 beim Karusselldrehen

Bei der Ausstattung einer FP 10000 mit einem Drehtisch, der bis zu 400 min-1 rotiert, sind Drehoperationen möglich. Der Universalfräskopf, ausgelegt auch für die Drehoperation, weist dazu einige Besonderheiten auf. Die Spindel wird über eine interne Bremse in ihrer Position geklemmt. Des Weiteren werden die Stöße die auf die Spindellager wirken, gedämpft. Dies geschieht mithilfe eines hydraulisch angestellten Schilds, was die auftretenden Kräfte direkt in das Gehäuse des Fräskopfes ableitet.

Vorteil ist: Der Fräskopf muss für eine derartige Operation nicht gewechselt werden und das Ansteuern der nötigen Funktionen geschieht mit Anwahl über die Steuerung. „Wir nennen Fräsköpfe, die in dieser Art eingesetzt werden, Multitasking fähige Fräsköpfe, denn der Kunde kann ohne zusätzliche Investition mit einem Fräskopf sein Bearbeitungsspektrum erheblich steigern“, erwähnt Frank Jung und meint dabei die universelle, multifunktionale Einsetzbarkeit bei Bimatec Soraluce Fräsköpfen und Pinolen.

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