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Die Zeit ist reif

Wenn eine Werkzeugschnittstelle in die Jahre gekommen ist
Die Zeit ist reif

Der Einsatz einer Vielzahl alternativer Lösungen zum Spannen von Werkzeugen bei Anwendern und Herstellern gleichermaßen zeigt, dass es höchste Zeit ist, eine Innovation voranzutreiben, die eine Standardisierung im Werkzeugrevolver von Drehmaschinen ermöglicht und gleichzeitig sämtliche Anforderungen der Zeit berücksichtigt.

Die Firma Ott-Jakob, führender Hersteller von Werkzeugspanntechnik, hat sich mit dem Ziel, eine Standardisierung im Werkzeugrevolver von Drehmaschinen zu entwickeln, auf den Weg gemacht. Gemeinsam mit dem WZL der RWTH Aachen und weiteren Projektpartnern wurde ein Forschungsprojekt initiiert, welches eine neue, einheitliche Werkzeugschnittstelle im Werkzeugrevolver zum Ziel hat.

Aus der Forschung in die Praxis
In zwei Jahren intensiver Forschung und Entwicklung ist die neue Schnittstelle PTI (Polygonal Turning Interface) entstanden, welche sämtliche Anforderungen des Marktes an Wirtschaftlichkeit, Präzision und Innovation erfüllt und sich nun anschickt, herkömmliche – oftmals veraltete oder wenig effiziente – Lösungen zu ersetzen.
In der Praxis werden auf Revolverscheiben unterschiedlichste Werkzeuge verwendet: einteilige Drehwerkzeuge, Adapter für Klemmhalter, modulare Werkzeugsysteme sowie angetriebene Werkzeuge. Diese Vielfalt an Werkzeugtypen bedingt unterschiedliche Anforderungen an das Werkzeugspannsystem. Die neue Schnittstelle muss somit möglichst sämtliche Anforderungsprofile abdecken.
Hochproduktive Fertigung zum Ziel
Die Anforderungen im Einzelnen sind eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit, eine überdurchschnittliche Wiederholgenauigkeit sowie die Möglichkeit, die Werkzeugschneide außerhalb der Maschine voreinzustellen. Dass eine hochproduktive Fertigung in höchster Präzision und Qualität sowie größter Wirtschaftlichkeit und Flexibilität möglich sein muss, versteht sich von selbst. Angetriebene Werkzeuge erfordern darüber hinaus einen möglichst großen Wellendurchmesser der Schnittstelle, damit eine hohe Drehmomentleistung auf die Werkzeuge übertragen werden kann.
Ein weiteres wesentliches Kriterium sind kompakte Abmessungen, um ausreichend Arbeitsraum für Maschinenhersteller zu erhalten und somit die Bearbeitungsmöglichkeiten für die Werkstücke zu erweitern.
Schneller Werkzeugwechsel
Ott-Jakob hat auf der AMB 2014 gezeigt, dass es mit den richtigen Werkzeugträgern möglich ist, HSK- und PSC (CaptoTM)-Werkzeuge zu verwenden. Das neue System muss also flexibel für den Schnellwechsel sein und selbstverständlich wirtschaftlicher als derzeit verwendete Werkzeugspannsysteme. Gerade bei der Fertigung von Kleinstse- rien im Maschinenbau mithilfe von Drehfräszentren sind Werkzeugwechselzeiten ein sehr wichtiges Effizienzkriterium. Dort, wo keine vollautomatischen Werkzeugwechsler möglich sind, müssen daher manuelle Werkzeugwechsel schnell und ohne großen Aufwand mit Präzision und Prozesssicherheit möglich sein.
Um dies zu gewährleisten, ist die PTI-Revolverscheibe sowohl mit integrierter Schnellspannung als auch mit seitlichen Bohrungen ausgestattet. Je nach Bedarf können stehende oder angetriebene Werkzeuge schnell und direkt im 8-fach Polygon gespannt werden oder HSK- und PSC (Capto)-Werkzeuge mittels eines Adapterflansches als Schnellwechselsysteme betätigt werden. Der Adapterflansch wird an den seitlichen Bohrungen fixiert, und der eigentliche Werkzeugwechsel funktioniert schnell und unkompliziert mittels handelsüblichen Innensechskant-Schlüsseln. Bei HSK-Werkzeugen wird mit geringer Kraftaufwendung eine hohe Spannkraft über einen archimedischen Spannbolzen erzeugt.
Bei PSC (Capto)-Werkzeugen kann trotz großer Toleranzen der Spannrillen im Werkzeug ebenfalls eine hohe Einzugskraft erreicht werden. Dies wird über Federkraft in Verbindung mit der Geometrie der Spannzangen und des Spannkegels realisiert. Das Lösen und Ausstoßen der Werkzeuge wird mit einem Exzenter sichergestellt.
Beide Werkzeugspannsysteme überzeugen durch kompakte Bauweise und sind sehr anwenderfreundlich, da mit geringem Kraftaufwand die Funktionen Spannen und Lösen der Werkzeuge möglich ist.
REVOSIT
Das Forschungsprojekt REVOSIT wurde am 1. Januar 2013 mit dem ersten Teilabschnitt gestartet. Seit dem 1. Januar 2015 läuft nun der 3. Teilabschnitt als REVOSIT 2 mit den Firmen Mimatic, Sauter, Weisser und Ott-Jakob unter der Federführung vom WZL RWTH Aachen. Abschließendes Ziel der Projektgruppe ist eine Normierung der neuen PTI-Schnittstelle. Hierbei ist es aber wichtig, Marktgegebenheiten zu berücksichtigen. Insbesondere sollte es möglich sein, andere Schnittstellen mit einzubinden, so dass beim Kunden vorhandene Werkzeugtechnik weiterverwendet werden kann. Unterstützend wirkt hier ein erweiterter Expertenkreis, der das Ziel hat, den Markt und die Kunden sowie alle notwendigen Prozesspartner zur Einführung einer neuen Technologie am Markt für PTI zu gewinnen.
Fazit: Wer in Zukunft mit einem PTI-Revolver seine Werkzeuge spannt, wird begeistert sein, wie wirtschaftlich und mit welcher Qualität die Teile produziert werden können.
Ott-Jakob Spanntechnik GmbH www.ott-jakob.de

Der Autor
Hubert Sykora, Leiter Vertrieb, Ott-Jakob Spanntechnik GmbH
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