Hochgenaues leistungsstarkes 5-Achs-Fräsen auf flexiblem Multifunktions-Dreh-/Fräszentrum

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Hochgenaues leistungsstarkes 5-Achs-Fräsen auf flexiblem Multifunktions-Dreh-/Fräszentrum

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Mit dem Trend zur Komplettbearbeitung auf Multifunktions-Drehzentren wächst die Forderung bei der Fräs-/Bohrbearbeitung auf der Drehmaschine nach vergleichbar großen Arbeitsbereichen und Leistungsmerkmalen wie bei entsprechenden 5-Achs-Bearbeitungszentren. Die von Index zur EMO präsentierte neue Drehmaschinenbaureihe G250 dürfte hierbei neue Maßstäbe an Flexibilität, Leistung und Genauigkeit setzen.

Immer komplexere und genauere mechanische Bauteile, sinkende Losgrößen und die Forderung nach kurzen Lieferzeiten haben in den letzten Jahren den Trend zu multifunktionalen Werkzeugmaschinen begründet. Zwar konnte man beispielsweise auf Drehmaschinen mit geeigneten Zusatzeinrichtungen zusätzlich zur Drehbearbeitung schon immer auch fräsen, bohren, reiben, räumen, schleifen, lasern und sonst noch einiges mehr. Aber nie mit Leistungsdaten wie auf vergleichbar großen Bearbeitungszentren. Maschinen des Typs Integrex von Mazak waren die ersten wirklichen serienmäßigen Multi-Funktions-Drehzentren, die neben der Hochleistungs-Drehbearbeitung auch schwere Bohr- und Fräsbearbeitungen wie auf einem Bearbeitungszentrum möglich machten. Mittlerweile gibt es bei den verschiedenen Werkzeugmaschinenherstellern die unterschiedlichsten Konzepte und Baugrößen multifunktionaler Dreh-/Fräszentren oder Fräs-/Drehzentren.

Bei Index sind es die sechs Dreh-Fräszentren der „RatioLine“, deren modularer Aufbau eine exakt auf die Fertigungsaufgabe abgestimmte Maschinenkonfiguration von der einfach zu bedienenden Produktionsdrehmaschine bis zum hochausgerüsteten Dreh-Fräszentrum für aufwendige und große Drehteile ermöglicht. Der Variationsvielfalt sind dabei keine Grenzen gesetzt – fast keine – denn wirklich schwere 5-Achs-Fräsbearbeitungen wie auf einem Bearbeitungszentrum sind damit nicht möglich.
Die von Index erstmals zur EMO vorgestellte neue Baureihe G 250 schließt nun diese Lücke und setzt neue Maßstäbe, was Präzision, Leistung und die Berücksichtigung unterschiedlicher Kundenanforderungen aus einem Systembaukasten angeht. In Anlehnung an das Konzept der seit Jahren erfolgreichen „RatioLine“ kann Index im Unterschied zu anderen Anbietern aus dem Baukasten seiner neuen Baureihe G 250 sowohl auf die Aufgabenstellungen des Anwenders abgestimmte Drehmaschinen für die Hochvolumenfertigung bauen als auch komplexe Dreh-/Fräszentren mit an die jeweilige Bearbeitungsaufgabe angepassten Frässpindeln. Neben der aus dem seitherigen RatioLine-Baukasten bekannten Y/B-Achse für schräge, nichtaxiale Bohr- und Fräsbearbeitung und der möglichen Zusatzfrässpindel mit 6-fach-Werkzeugspeicher verfügt die G 250 jetzt zusätzlich über eine völlig neu konzipierte Fräseinheit für extrem leistungsstarkes 5-Achs-Fräsen.
Der Grundaufbau der neuen G250-Baureihe ähnelt dem bekannten „Index-RatioLine“-Baukasten. Das extrem steife Maschinenbett wird durch einen rohrförmigen Grundkörper gebildet, auf dem alle für die Fertigungsaufgabe vorgesehenen Module aus den Baukasten aufgenommen werden.
Die neue G250-Baureihe wird mit neuen Leistungsmerkmalen die Baureihe G200 und G300 ergänzen.
Es kann zwischen zwei Drehlängen (800 und 1 400 mm) und unterschiedlich dimensionierten Haupt- und Gegenspindeln gewählt werden: Variante D65 für Spindeldurchlass 65 mm oder Spannfutter 200/250 mm und D90 für Spindeldurchlass 90 mm oder Spannfutterdurchmesser 250/315 mm.
Hochleistungsfräsmodul
Mit Abstand spektakulärstes Baukastenelement ist das neue Hochleistungsfräsmodul. Anders als bei bekannten Wettbewerbsmaschinen ist bei Index die Frässpindel nicht mittig schwenkbar gelagert und führt die Zustellbewegung mittels zweier wälzgelagerter Schlitten durch, sondern ist seitlich an einer überaus kräftig dimensionierten, hydrostatisch gelagerten Pinole befestigt, die sowohl die B-Achsen-Schwenkbewegung als auch die Zustellbewegung in Y ausführt. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Schwenken aus der waagerechten in eine senkrechte Arbeitsposition der erforderliche Verfahrweg in X-Richtung sehr klein gehalten werden und damit sehr schnell durchfahren werden kann.
Sowohl die Simulation während der Entwicklungsphase als auch umfangreiche praktische Erprobungen auf dem Prüfstand haben lt. Index-Konstruktionsleiter Dr. Ing. Udo Tüllmann gezeigt, dass diese Pinolenlösung eine höhere statische und dynamische Steifigkeit aufweist als Fräseinheiten, die für jede Achse eine eigene Führung einsetzen. Und so ganz nebenbei schafft die hydrostatische Führung natürlich auch optimale Voraussetzungen für feinste Oberflächengüten und hohe Dämpfung – mit der Folge geringeren Werkzeugverschleißes.
Die nur 440 mm lange Frässpindel ist als wassergekühlte Motorspindel ausgeführt. Die relativ kurze Baulänge ist immer dann vorteilhaft, wenn sie zur Bearbeitung stirnseitiger Flächen waagerecht eingeschwenkt wird, um zwischen Haupt- und Gegenspindel oder Reitstock einzutauchen.
Für schwere Fräsbearbeitungen aus dem Vollen steht eine Leistung von 27,5 kW bei einem Drehmoment von 103 Nm (40 % ED) oder 70 Nm (100 % ED) zur Verfügung.
Die Frässpindel ist mit einer HSK-A63 Schnittstelle ausgerüstet. Zur Erzielung möglichst hoher Belastbarkeit der Frässpindel ist das die Spindel-Steifigkeit stark beeinflussende vordere Lager mit 80 mm Ø konstruktiv sehr nahe an der Werkzeuganlagefläche angeordnet. Auch die beim Einsatz eines Drehmeißels erforderliche Verrasteinrichtung der Frässpindel ist aus Steifigkeitsgründen sehr nahe an der Stirnfläche der Spindel vorgesehen.
Als Werkzeugspeicher können auf der G250 bis zu vier der von der G400 her bekannten tellerförmigen Werkzeugmagazine mit jeweils 20 Werkzeugaufnahmen eingesetzt werden.
Hochgenaue 5-Achs-Bearbeitung mit Torque-Motor
Die Drehbewegung der B-Achse erfolgt mit einem überaus kräftig dimensionierten Torquemotor am Pinolenende. Die damit verbundene absolute Spielfreiheit ermöglicht mittels der X-Z-Y-B-C-Achsen hochdynamisches 5-Achs-Fräsen aus dem Vollen mit bisher nicht gekannter Genauigkeit. Bei den meisten Wettbewerbsmaschinen werden derzeit für die Drehbewegung der B-Achse noch mehr oder weniger spielbehaftete Getriebe eingesetzt. Daraus resultieren in der Regel höhere Ungenauigkeiten der Bearbeitung und längere Bearbeitungszeiten.
Als Verbindungsglied zwischen Pinole und Frässpindel dient ein Revolverschaltwerk, mit dem die Motorspindel im Bereich 6 90° zusätzlich verdreht werden kann, um die Frässpindel zusätzlich in Richtung Haupt- oder Gegenspindel bzw. in eine Stellung zu bringen, um beispielsweise mehrachsig interpolierend schräg bohren zu können.
Für die Drehbearbeitung können Drehwerkzeuge mit HSK-A63-Schnittstelle aus den Tellermagazinen in die Pinole der Frässpindel eingewechselt werden, die dann über eine Hirth-Verzahnung mechanisch verrastet wird. Zusätzlich lässt sich die Maschine mit einem unteren 12-Stationen-Revolver ausrüsten, der wahlweise mit festen oder angetriebenen Werkzeugen bestückt werden kann.
Index-Werke Tel. 0711/3191638, Fax 0711/3191778 www.index-werke.de
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