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Seit drei Generationen setzt die HEDELIUS Maschinenfabrik Maßstäbe in der Zerspanung. Ideenreichtum, Kundennähe und kompromisslose Qualität sind das Erfolgsrezept des Unternehmens.






Interessante Artikel früherer Ausgaben






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HURCO Companies Inc. entwickelt und fertigt interaktive Computersteuerungen, Software sowie computergestützte Werkzeugmaschinen und –komponenten für die kundenbezogene Einzel- und Kleinserienfertigung.






Wichtige Info!

Die Welt der Fertigung wird seit Ende 2016 nicht mehr gedruckt, sondern als multimediale PDF-Ausgabe zum freien Download veröffentlicht. Hier geht´s zu den PDF-Ausgaben. Mehr Infos zur Welt der Fertigung finden Sie hier.






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Die Klingelnberg Gruppe ist weltweit führend in der Entwicklung und Fertigung von Maschinen zur Kegelrad- und Stirnradbearbeitung, Präzisionsmesszentren für Verzahnungen und rotationssymmetrische Bauteile sowie in der Fertigung hochpräziser Komponenten für die Antriebstechnik im Kundenauftrag.






Die Welt des Kaufmanns






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Boschert ist ein konzernunabhängiger, mittelständischer Maschinenbauer mit Sitz in Deutschland. Ziel des Unternehmens ist es, die technische Kompetenz und Verantwortung in der eigenen Hand und auf höchstem Niveau zu halten. Die Maschinen werden im eigenen Hause geplant, projektiert und zusammengebaut.






Die VBA-Welt






Die 3D-Welt von Blender






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Die VÖLKEL GmbH ist ein global agierender Hersteller von Gewindeschneidwerkzeugen und Gewindereparatur-Systemen. Produkte werden unter den Marken VÖLKEL und V-COIL vertrieben.






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Das Kerngeschäft der Paul Horn GmbH ist die Bearbeitung zwischen zwei Flanken – Schwerpunkt Einstechen – sowie von weiteren, hochtechnologischen Anwendungen, verbunden mit Kundennähe, hoher Produktqualität, Beratungskompetenz und Lieferbereitschaft.






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Supfina Grieshaber besitzt langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Superfinish-Bearbeitung mit Stein- und Bandwerkzeugen. In Verbindung mit dem Wissen über vor- und nachgelagerte Prozesse bietet das Unternehmen praxisorientierte Lösungen.






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Leistungsstarke Sägemaschinen zur Metallbearbeitung sind das Markenzeichen der weltweit tätigen Behringer GmbH. Die Produktpalette umfasst Band-, Kreis- und Bügelsägen sowie Automatisierungskomponenten aus dem hauseigenen Stahlbau.






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Die RAZIOL Zibulla & Sohn GmbH steht seit 75 Jahren für Qualität in der Schmierungstechnik. Rollenbandöler, Sprühsysteme, Befettungssteuerungen, Dosiergeräte sowie leistungsstarke Umformöle gehören zu den in Eigenfertigung entwickelten und konstruierten Produkten.






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Hier bieten Erfinder Rechte oder Lizenzen für interessante Produkte an. Reinschauen lohnt sich!







Die Welt aus Professorensicht

An dieser Stelle wird sich in unregelmäßigen Zeitabständen ein anonym bleibender Professor äußern. Er wird intime Einblicke in ein absurdes Lehrsystem geben, das sich als leistungsfeindlich und ungerecht outet.







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Vogt Ultrasonics ist seit 1983 ein Spezialist in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Das Unternehmen bietet hochleistungsfähige Ultraschallprüfsysteme und -geräte sowie alle zerstörungsfreien Prüfmethoden in Dienstleistung im eigene Prüfzentrum oder beim Kunden vor Ort.






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Ob Urlaub, Messebesuch oder Reportage, es gibt viele Gründe, Hotels und Pensionen aufzusuchen. Gerade zur Messezeit sind viele Häuser jedoch total überteuert. Wir präsentieren günstige Geheimtipps.


Messe Düsseldorf und Köln



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Interessante Links aus aller Welt

Verbrennungsmotor: Bundestag lässt Einspruchsfrist gegen EU verstreichen
Windenergie: Es gibt keine Belege für eine konsequente CO2-Einsparung
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Ganztagsbetreuung: Städte und Gemeinden beklagen fehlendes Personal und zu geringe finanzielle Mittel
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Venus: Gibt es Leben in der Atmosphäre unseres Nachbarplaneten?
3D-Technik: Forscher haben aus dem Grabtuch von Turin ein 3D-Körpermodell rekonstruiert, das Jesus zeigen soll
Schifffahrt: Computersimulation bestätigt, dass Wikinger tatsächlich mit „Sonnensteinen“ navigierten
Gutachten: Roboter sorgen nicht für weniger Arbeitsplätze
Abmahn-Irrsinn: Deutsche Umwelthilfe verklagt viele Städte
Experte: Es gibt keine statistische Erwärmung oder Abkühlung
Ertragssteigerung: Solarindustrie will Strom auf beiden Seiten von Solarmodulen gewinnen
Appell: Erdogan fordert europäische Landsleute auf, im Sinne der Türkei politisch aktiv zu werden
Grundsteuer: Der Wahnsinn wird eine neue Blüte erleben
Inklusion: Schulleiterin verklagt den Bremer Senat
Entdeckung: Forscher stoßen in Peru per Zufall auf Scharrbilder
Sensation: Topmodernes deutsches U-Boot aus dem Zweiten Weltkrieg vor Dänemark gefunden
Abbau: Geldautomaten werden immer weniger
Klimadebatte: Fragwürdiges beim ADAC
Unrentabel: Eigenerzeugter Solarstrom kostet doppelt so viel, wie vom Versorger bezogener Strom
Solarcloud: Fragwürdiges Geschäftsmodell auf Kosten der regulären Kunden
Expertenstreit: Harald Leschs Klimavideos restlos widerlegt
Kohlekraftwerke: Boom in Asien
Energierealität: Kohle und Öl retten USA vor Stromausfällen
Osterinseln: Warum die Insulaner wirklich ausstarben
Sicherheitslücke: Computer können über das Stromnetz ausspioniert werden
EU-Kommission: Fingerabdrücke in Personalausweisen sollen Pflicht werden
Microsoft: Bundesbehörden zahlen 250 Millionen Euro für Lizenzen
Energiewende: Die Opportunitätskosten werden außer Acht gelassen
Gesetzesaushebelung: Bald entscheiden nicht mehr deutsche Angeordnete, wie in Deutschland Energie klimagerecht erzeugt wird
Studie: Batteriespeicher für Solarzellen sind unwirtschaftlich
Geometrieproblem: Biologe gelingt wichtiger Meilenstein
Diesel: Bosch will dem Selbstzünder bessere Abgaswerte anerziehen
Bodensee: Uralte, von Menschen aufgeschüttete Steinhügel im Wasser entdeckt
Mutation: Südasiatisches Volk wurde zu Extremtauchern
Energiewende: Die dazu nötigen Rohstoffe stammen oft aus ökologisch und menschenrechtlich fragwürdigen Quellen
Diesotto: Mazda bringt neuen Motor auf den Markt
Quantenverschränkung: Wissenschaftler feiern besonderes Experiment
Seefahrt: Fuhren schon Neandertaler über das Meer?






Problemlöser und ihre Stärken

Wer Ringe, Flansche, Gehäuse oder andere dünnwandige Teile drehen, fräsen oder schleifen will, stößt mit konventionellen Backenfuttern oder Planscheiben schnell an Grenzen: Beim Spannvorgang verformen sich die Teile, Form- und Lagetoleranzen lassen sich nur schwer einhalten und die Störkonturen der Spannmittel schränken die Zugänglichkeit ein. Dabei gibt es jede Menge Alternativen – vom ausgleichenden Mehrbackenfutter über die Magnetspanntechnik bis zur Pendelbacke. Damit es rund läuft, lohnt es sich, die Stärken der einzelnen Problemlöser zu kennen.

Hybridfutter


Bei der deformationsarmen Werkstückspannung gilt wie so oft: eine pauschale Lösung gibt es nicht. Die Anforderungen an das Werkstück, Art und Häufigkeit der Bearbeitung sowie die Einbindung in die Prozesskette variieren so stark, dass stets eine individuelle Betrachtung sinnvoll erscheint. Dabei geht es um folgende Fragen: Welche Teile sollen in welchen Losgrößen bearbeitet werden? Wie flexibel muss die Maschine genutzt werden können? Welche Form- und Lagetoleranzen gilt es einzuhalten? Wie wird sich das Teilespektrum in Zukunft entwickeln?

Erst wenn diese und weitere Aspekte geklärt sind, lässt sich die jeweils optimale Spannlösung definieren.Bei Pendelbacken machen sich Anwender die Zahl der Spannpunkte zunutze, um Deformationen am Werkstück zu minimieren. So steigt bei identischer Spannkraft und einer Verdoppelung der Spannpunkte die erzielbare Rundheitsgenauigkeit in der Praxis um den Faktor 10. Meist bestehen Pendelbacken aus einer beweglich gelagerten Pendelbrücke mit zwei Spanneinsätzen, die mithilfe eines Lagerbolzens auf eine Trägerbacke montiert werden. Bei anspruchsvollen Anwendungen können es auch vier oder sechs Spanneinsätze sein, wahlweise weich oder einsatzgehärtet.

Sechspunkt-Pendelfutter

Formtoleranzen kompensieren

Da Pendelbacken wie einteilige Aufsatzbacken montiert werden, lässt sich ein konventionelles Dreibackenfutter innerhalb kürzester Zeit auf eine Sechspunktspannung umrüsten. Da sich die Backen dem Werkstück anpassen, können sie beispielsweise bei Gusskörpern Formtoleranzen innerhalb eines gewissen Bereichs kompensieren. Von Vorteil ist es, wenn sich Pendelbacken zur Fertigbearbeitung oder zum Spannen vorgedrehter Flächen feststellen lassen. Um höhere Drehzahlen zu ermöglichen, sollten die Backen möglichst leicht sein. Über Berechnungsprogramme lässt sich ermitteln, welche Pendelung erforderlich ist, um vorgegebene Rundheitstoleranzen einzuhalten. Vor allem bei kleinen Toleranzen zahlt sich Erfahrung aus, denn mit ausgereiften Sonderlösungen können enorme Effekte erzielt werden.

Es gibt aber auch Einschränkungen: So sind Pendelbacken vergleichsweise teuer, sie tragen stark auf, bringen zum Teil reichlich Gewicht auf die Waage und sind in puncto ›Flexibilität‹ eingeschränkt. Einen neuen Benchmark bei pendelnd ausgleichenden Spannmitteln zur deformationsarmen Werkstückspannung definieren hydraulische Ausgleichsbacken. Sie kombinieren eine ausgleichende Werkstückspannung mit einem Fliehkraftausgleich, schwingungsdämpfenden Eigenschaften und µ-genauem Rundlauf.

Zentrales Merkmal ist ein integriertes Ölkammersystem, über das zwei oder mehr Spannelemente zur Roh- oder Fertigteilspannung pendelnd gelagert werden. Indem sich diese individuell an das Werkstück anschmiegen, werden Formtoleranzen beispielsweise von Gusskörpern zuverlässig kompensiert. Gegenüber einer herkömmlichen Dreipunktspannung vervielfacht sich die Zahl der Spannpunkte, wodurch die Deformation des Werkstücks sinkt und die erzielbare Rundheit deutlich steigt.

12-Punkt-Pendelbacken

Ohne Spannkraftverlust

Bei hohen Drehzahlen sorgt das hydraulische Spannsystem automatisch für einen Fliehkraftausgleich, sodass die Spannkraft stets zuverlässig erhalten bleibt. Um Werkstückdeformationen zu minimieren, kann die Spannkraft daher im Vergleich zu bisherigen Lösungen ohne Einschränkungen für die Prozesssicherheit deutlich reduziert werden. Für eine maximale Präzision am Bauteil, lässt sich zudem der Rundlauf µ-genau an den Spannbacken einstellen. Zusätzlich kommen die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Ölkammersystems der Oberflächenqualität des Werkstücks und den Werkzeugstandzeiten zugute. Hydraulische Ausgleichsbacken eignen sich zur deformationsarmen Außenspannung von runden Roh- und Fertigteilen und sind für alle Drehfuttergrößen und -verzahnungen lieferbar.

Ein oft unterschätzter Problemlöser sind Spezialbacken aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Ihr hoher Reibwert von 0.3 bis 0.4 sowie ein großer Umschlingungswinkel gewährleisten, dass auch bei geringen Spannkräften hohe Bearbeitungskräfte übertragen werden. Dabei sorgt die Stützstruktur der Aluminium-Trägerbacke für Stabilität. Aufgrund des geringen Gewichts entstehen während Drehoperationen nur geringe Backenfliehkräfte. Daher sind Kunststoffbacken auch für hohe Bearbeitungsdrehzahlen bis 6 000 min-1 geeignet. Hinzu kommt, dass sie selbst auf geschliffenen oder oberflächenbehandelten Teilen keinerlei Spannmarken bilden. Wechselbare Spanneinsätze machen die Lösung unter Kostenaspekten zusätzlich attraktiv.

Je kleiner die Toleranzen am Werkstück und je höher die erforderliche Wiederholgenauigkeit desto mehr spricht für pendelnd ausgleichende Sechsbackenfutter. Sie bestehen aus einem zentralen Futterkolben, der drei unter 120 Grad angeordnete innere Pendel trägt. Jedes Pendel ist mit zwei Grundbacken verbunden. Das Ergebnis ist eine Werkstückzentrierung zwischen sechs Berührungspunkten, die paarweise ausgemittelt werden. Da die Spannkräfte auf das Futterzentrum gerichtet sind, ergibt sich auch bei Rohteilen eine optimale Zentrierung ohne Überbestimmung des Werkstücks. Werkstücke sind in den Sechsbackenfuttern innerhalb kürzester Zeit ausgerichtet und gespannt. Mit ihren pendelnden Backen passen sich die Futter perfekt ans Rohteil an.

Zur Fertigbearbeitung oder zum Spannen von vorgedrehten Flächen lassen sich die Pendel ähnlich wie Pendelbacken in Mittelstellung klemmen, sodass sich alle sechs Backen konzentrisch bewegen. Dank der hohen Präzision lassen sich zum Teil ganze Fertigungsschritte eliminieren, beispielsweise wenn bereits beim Schlichten Toleranzen erreicht werden, die ansonsten nur in aufwändigen Schleifoperationen erzielbar wären.
Ein regelrechter Rüstzeitkiller bei der deformationsarmen Werkstückspannung sind Magnetspannplatten mit elektrisch aktiviertem Permanentmagnet. Diese werden in unterschiedlichen Ausführungen zur deformationsarmen Werkstückspannung eingesetzt. Am gebräuchlichsten sind Radialpolplatten bei denen die Magnetelemente strahlenförmig um das Zentrum angeordnet sind. Mit ihnen lassen sich beispielsweise Kugellagerringe in einer einzigen Aufspannung am Außen- und Innendurchmesser sowie an einer Stirnseite bearbeiten.

Da das Magnetfeld bis in die äußerste Randzone wirkt, werden selbst große Werkstücke sicher und deformationsfrei gespannt. Aufgrund der flächigen Haltekraft erfolgt die Bearbeitung weitgehend vibrationsfrei. Das schont die Schneiden der Werkzeuge und verbessert die Qualität der Werkstückoberfläche. Zum Ausrichten der Werkstücke lässt sich die Haltekraft über die Steuerung beziehungsweise über die Haltekraftregulierung einstellen.

Um eine optimale Stabilität zu gewährleisten, sollten Radialpolplatten bis zu einem Durchmesser von 4 000 mm aus einem einzigen Stück gefertigt werden. Bei größeren Plattendurchmessern können Platten in Segmentbauweise Vorteile bringen, da sich diese einfacher transportieren lassen. Passend zur jeweiligen Anwendung gibt es standardisierte Radialpolplatten in drei Ausführungen: Für Schleifoperationen als AlNiCo Single-Magnet-System; für Drehoperationen als AlNiCo Double-Magnet-System mit hohen Haltekräften. Und schließlich für die anspruchsvolle Volumenzerspanung beim Fräsen und Drehen als extra starkes AlNiCo-Neodym Magnet-System.

6-Backen-Pendelausgleichsfutter

Clevere Spannlösung

Anwender, die auf Fräs-Drehzentren besonders flexibel agieren wollen, kombinieren Magnetspannplatten mit Quadratpoltechnik zu einem effizienten Doppel: Sie verwenden die Magnetspannplatten sowohl nach oben zur Spannung der Werkstücke als auch nach unten zur flexiblen Platzierung der Spannlösung auf dem Maschinentisch. Innerhalb weniger Minuten lässt sich eine solche Lösung aufbauen und mit einem Werkstück bestücken.

Dabei gewährleisten variable Polverlängerungen eine sichere und zugleich deformationsfreie Werkstückspannung. Ohne zusätzlichen Rüstaufwand können auf den Quadratpolplatten im Wechsel unterschiedlich große Werkstücke hochpräzise von drei beziehungsweise fünf Seiten bearbeitet werden. Mithilfe einer mehrstufigen Haftkraftregulierung lassen sich die Teile ausrichten und innerhalb von Sekunden über einen kurzen Stromimpuls deformationsfrei spannen. Wie bei den Radialpolplatten ist auch bei der Quadratpoltechnik nach Aktivierung des Permanentmagnets keine weitere Energiezufuhr erforderlich. Gegenüber konventionellen Spannlösungen sinkt die Rüstzeit um 30 bis 80 Prozent.

Die Spitze der deformationsarmen Werkstückspannung bilden Hybridfutter, bei denen die Technologie eines klassischen Drei- oder Sechsbacken-Zentrierfutters mit der Technologie einer Radialpolplatte verschmilzt. Der Spannprozess ist denkbar einfach gestaltet: Das Werkstück wird manuell eingelegt, von drei Spannbacken referenzgenau zentriert und anschließend von den Elektropermanentmagneten sicher gespannt. Vor allem bei großen Ringen zahlt sich aus, dass Vibrationen vollständig eliminiert werden, was sich auf die Werkstückqualität sowie auf die Werkzeugkosten auswirkt. Die Teile werden vorgeschruppt, anschließend wird der Magnet kurzzeitig deaktiviert, um Werkstückverspannungen zu lösen, und schon kann das Teil fertiggedreht werden. Hybridfutter lassen sich in unterschiedlichen Leistungsstufen aktivieren. Sie eignen sich zum Einsatz auf Karusselldrehmaschinen, Fräs-Drehmaschinen, Vertikal-Pick-Up-Drehmaschinen sowie auf Sondermaschinen.

Quadratpolplatten

 

Mehr Informationen:

Kontakt  Herstellerinfo 
SCHUNK GmbH & Co. KG
Bahnhofstr. 106 - 134
74348 Lauffen/Neckar
Tel. +49-7133-103-0
Fax +49-7133-103-2399
E-Mail: info@de.schunk.com
www.schunk.de
 

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