Startseite » Fertigung »

Schwerzerspanung leicht gemacht

Große Teile in einer Aufspannung fertig bearbeiten
Schwerzerspanung leicht gemacht

Einen besonders effizienten Ansatz für die Schwerzerspanung verfolgen die multifunktionalen VLC-Produktionszentren von Emag. Selbst Werkstücke mit bis 1200 Millimetern Durchmesser und 1500 Kilogramm Gewicht werden in einer Aufspannung und innerhalb einer Maschine vertikal bearbeitet – mehrere spanende Prozessschritte und Automation inklusive.

Die Schwerzerspanung boomt. Große Erfolge des Windkraftanlagenbaus in China und Europa sind dafür genauso verantwortlich wie die zunehmende Produktionsmenge von Nutzfahrzeugen in nahezu allen relevanten Märkten von Südamerika bis Asien. So wurden in Brasilien im ersten Halbjahr 2011 über 12 Prozent mehr Lkw als im Vergleichszeitraum 2010 produziert, so die Außenhandelsexperten von Germany Trade and Invest (GTI). In China verdreifachte sich sogar die Zahl der produzierten Lkw zwischen 2009 und 2010. Und auch der Eisenbahnbau hat in einigen Ländern enorme Wachstumschancen. Zum Beispiel will der russische Staat anlässlich der Fußball-Weltmeisterschaft 2018 über 85 Milliarden Euro in sein Eisenbahnsystem investieren, schätzt GTI.

Was haben diese Branchen mit Blick auf die zum Einsatz kommende Schwerzerspanung gemeinsam? Ob Planetenträger für Windkraftanlagen, Bremsscheiben für Nutzfahrzeuge oder Eisenbahnräder – die Herausforderung für die Produktionsplaner ist ähnlich. Die Bauteilqualität muss höchsten Ansprüchen genügen, weil die produzierten Komponenten im späteren Einsatz extremen Belastungen ausgesetzt sind. Eine Windkraftanlage ist zum Beispiel durchschnittlich 120 000 Stunden lang in Betrieb. 20 Jahre lang hält sie den extremen Belastungen durch unstete Winde stand. Zugleich muss ihre Herstellung angesichts der eher kleinen Stückzahlen hoch flexibel erfolgen – die eingesetzten Produktionsanlagen sollten ohne komplizierte Umbaumaßnahmen immer wieder andere Komponenten produzieren können.
Werkstücke bis zu 1,5 Tonnen Gewicht im Einsatz
Dass diese Anforderungen auch im Schwerzerspanungs-Bereich mithilfe eines kompakten Anlagenkonzepts umgesetzt werden können, ist keine Selbstverständlichkeit. Gerade bei der Produktion von großen Werkstücken nutzen viele Unternehmen eher komplex verkettete, mehrstufige Prozesse. Die VLC-Produktionszentren von Emag setzen hingegen auf einen gänzlich anderen Ansatz. Einerseits beladen sie sich mithilfe einer Pick-up-Spindel selbst, andererseits kommen im Anschluss innerhalb eines Arbeitsraums alle benötigten Zerspanungsprozesse zum Einsatz. Drehen, Bohren, Fräsen, Schleifen, Verzahnfräsen – alles erfolgt in einer Maschine und in einer Werkstück-Aufspannung. Dafür werden die Anlagen mit einer automatischen Drehwerkzeugaufnahme, einer Frässpindel und einem Werkzeugwechsler ausgestattet. Die nur einmal vorgenommene Werkstückspannung sorgt jeweils für eine hohe Maßtreue und eine konstante Oberflächengüte.
„Vertikale“ Vorteile
An der Spitze der Emag-Anlagenreihe für die Schwerzerspanung steht dabei die VLC 1200. Mit der derzeit größten Pick-up-Maschine der Welt können Werkstücke mit bis zu 1200 Millimeter Durchmesser und 1500 Kilogramm Gewicht bearbeitet werden. „Trotz dieser enormen Bauteilgrößen weist die Anlage die gleichen Qualitäten auf wie alle vertikalen Pick-up-Maschinen von Emag“, erklärt Markus Woitsch, Business Unit Manager Application Engineering. Um den Erfolg der VLC-Anlagen in der Schwerzerspanung erklären zu können, ist der Blick auf die Grundkonstruktion der Baureihe besonders wichtig: Die Spindel mit Werkstück hängt vertikal über dem Werkzeug, dadurch fallen die Späne direkt in ein Fördersystem und werden abtransportiert. Ein Wärmeeintrag der Späne in das Werkstück wird auf diese Weise genauso vermieden wie etwaige Schwierigkeiten mit einer verschmutzten Arbeitsspindel. „Gerade bei einem mannarmen und vollautomatisierten Schwerzerspan-Prozess ist dieses Prinzip ein großer Vorteil“, bestätigt Woitsch.
Ein weiterer Erfolgsfaktor in der Schwerzerspanung ist die Qualitätskontrolle. Bereits die Beschaffung der Rohteile ist mit erheblichen Investitionen verbunden. Fehler im Produktionsprozess sind folglich gleichbedeutet mit besonders hohen, unnötigen Kosten. Die Konstrukteure der VLC-Baureihe haben diese Aufgabenstellung mit einer ausgefeilten Detaillösung beantwortet: Ein Messtaster vermisst und kontrolliert die Werkstücke auch zwischen den Bearbeitungsoperationen. Seine Messgenauigkeit beträgt zwei Mikrometer.
Eindrucksvolle Branchenbeispiele
Welche Vorteile sich für Anwender in unterschiedlichen Branchen ergeben, zeigen diese zwei Beispiele:
  • Bei der Herstellung von Komponenten, die für den Antrieb der Kanzel einer Windkraftanlage benötigt werden, setzt ein Hersteller auf die VLC 500 von Emag. Die Losgrößen liegen bei rund 120 Bauteilen pro Woche. Für die Produktion der sechs verschiedenen Komponenten kommen bis zu zwölf verschiedene Werkzeuge zum Einsatz. „Diese Zahlen zeigen bereits die enorme Flexibilität, die von der Anlage sichergestellt wird. Ohne aufwendige Umbauten werden auf einer Anlage völlig unterschiedliche Bauteile schwerzerspant“, betont Woitsch. „Zugleich gilt gerade im Windkraftanlagenbau, dass eine besondere Bauteilqualität benötigt wird. Diese Qualität können wir mit der VLC-Anlage sicherstellen.“
  • Drei Tonnen Gewicht inklusive Spannmittel muss die Spindelnase einer VLC 1200 von Emag tragen, die bei der Komplettbearbeitung von Eisenbahnrädern und -bremsscheiben zum Einsatz kommt. Ein Kettenmagazin mit 36 Werkzeugen steht dafür zur Verfügung. Hohe Vorschubkräfte in der X- und Z-Achse der Werkstück-Spindel sowie ein maximales Drehmoment von 13 000 Newtonmetern sorgen für kurze Durchlaufzeiten. „Mit diesen enormen Antriebskräften, der integrierten Pick-up-Automation und der intelligenten Kombination verschiedener Anwedungen in einer Aufspannung konnten wir die Durchlaufzeit für ein Los im Vergleich zu vorher eingesetzen Prozessen um bis zu 80 Prozent reduzieren“, so Woitsch.
Kleiner Rüstaufwand – hohe Prozesskontrolle
Auch bei der Produktion von Komponenten für Baumaschinen, Lkw oder Landmaschinen zeigen sich die Vorteile des multifunktionalen Konzepts, das sich an vielen Stellen im Produktionsprozess auswirkt. Beispielweise reduziert sich im Vergleich zur klassichen Werkstattfertigung mit drei oder vier Maschinen der Rüstaufwand erheblich. „Es ist ein großer Unterschied, ob ich für die Bearbeitung von nur zehn Bauteilen drei Maschinen rüsten muss oder nur noch eine“, erklärt Woitsch.
Ganz entscheidend für den Erfolg der VLC-Baureihe, die von den Emag-Spezialisten bereits über 100 Mal weltweit installiert wurde, ist ihre modulare Bauweise. Jede Anlage wird auf die speziellen Produktionsanforderungen beim Anwender hin konfiguriert. Die Möglichkeiten sind groß: ein oder zwei eingebaute Werkzeugrevolver, die Integration von Schleif- und Hartbearbeitungs-Prozessen oder die unterschiedliche Leistungsfähigkeit der Komponenten von VLC 500, VLC 800 und VLC 1200.
Aktuelle Ausgabe
Titelbild mav Innovation in der spanenden Fertigung 10
Ausgabe
10-2021
LESEN
ABO
Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

12. Medizintechnisches Kolloquium

Unter dem Fokusthema „Mikrobearbeitung in der Medizintechnik“ präsentieren führende Hersteller ihre neuesten Innovationen entlang der gesamten Prozesskette medizintechnischer Fertigung. Jetzt Ticket sichern mit dem Code MAVMED2021!

Fachzeitschrift additive

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de