Die Schrumpftechnik für Fräswerkzeuge ist im Werkzeug- und Formenbau groß geworden und hat inzwischen zahlreiche weitere Anwendungsgebiete der Präzisionszerspanung quasi als Standard besetzt. Es lohnt sich jedoch, in jedem Fall auf eine möglichst hohe Qualität der Schrumpffutter zu achten, denn nur dann stellen sich die gewünschten Vorteile langfristig ein.
Die Werkzeug-Schrumpftechnik bewährt sich seit langem im Formenbau sowie zunehmend in der Präzisionszerspanung für die Automotive-, Luft- und Raumfahrt- und Maschinenbau-Branche. Insbesondere im High-End-Bereich der Metallzerspanung wissen die Anwender die hervorragende radiale Rundlaufgenauigkeit sowie den einfachen, schnellen Werkzeugwechsel zu schätzen. Zudem überzeugen Schrumpffutter durch ihre vielfältige Kontur- und Geometrieauswahl. In der Bearbeitung tragen sie zu einer hohen Präzision und Oberflächenqualität der Werkstücke bei und sind in der Regel ökonomischer als herkömmliche Werkzeugaufnahmen.
Dabei sind die Aufwendungen für die Werkzeugaufnahmen – selbst für qualitativ hochwertige – gering: In der Regel werden die Spannfutter zusammen mit der Erstausstattung der Werkzeugmaschine gekauft und bleiben sehr lange in der Maschine. Studien haben gezeigt, dass die Ausgaben für Werkzeugaufnahmen weniger als 1 % der Gesamtbearbeitungskosten betragen. Der Hersteller von hochpräziser Schrumpftechnologie, Haimer, weist im Folgenden auf grundsätzliche Stärken des Schrumpfens hin und verrät, was es im Detail zu beachten gilt.
Genauigkeit: Ein fachgerecht produziertes Schrumpffutter sollte eine Rundlaufgenauigkeit von unter 3 µm (bei 3xD) erreichen, nur dann kann die Präzision letzten Endes auch auf die Werkzeugschneide übertragen werden.
Wuchtgüte: Jedes Schrumpffutter sollte feingewuchtet sein. Als ideale Wuchtgüte hat sich für Haimer die Wuchtgüte G2.5 bei 25 000 U/min bzw. bei kleinen Aufnahmen <1 gmm Restunwucht herauskristal-lisiert. Diese Güte bleibt bei jedem Schrumpfprozess erhalten. Denn Schrumpf-futter weisen keine beweglichen Teile auf, weshalb sie unter allen Aufnahmesystemen die beste Wiederholgenauigkeit der Wuchtgüte bieten.
Spannkraft: Ein Schrumpffutter spannt das Werkzeug 360 Grad um den Schaft. Das führt zu einer grundsätzlich hohen Spannkraft und Steifigkeit. Dieser Effekt lässt sich durch eine verkürzte Einführphase und einen verlängerten Spannbereich verstärken.
Schneller Werkzeugwechsel: Die Wechselzeit bei Schrumpffuttern ist nicht zu schlagen, zumindest wenn der Prozess mit leistungsstarken induktiven Schrumpfmaschinen verbunden ist. Der Werkzeugwechsel kann in fünf bis zehn Sekunden erfolgen. Zudem wird wenig zusätzliches Inventar benötigt.
Verschiedene Standardausführungen: Aus unterschiedlichen Bearbeitungen (Schruppen, Schlichten, tiefe Konturen etc.) ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an das Schrumpffutter. Für die 5-Achs-Bearbeitung im Formenbau sind zum Beispiel sehr schlanke Aufnahmen mit 3°-Schräge im Bereich der Spitze gefordert. Eine Kontur, die Kraftspannfutter oder Spannzangenfutter nicht erreichen können.
Verlängerte Aufnahmen: Um tiefe Kavitäten zu bearbeiten, lassen sich Schrumpffutter mit Schrumpfverlängerungen kombinieren.
Werkzeugkühlung: Schrumpffutter sind ideal geeignet, KSS oder Luft/Öl-Nebel an die Schneide des Werkzeugs zu leiten. Manche Hersteller bieten diesbezüglich optionale Systeme an.
Sauberkeit: Das konstruktiv abgedichtete System ist gegenüber Verunreinigungen besser geschützt als andere Aufnahmesysteme.
Wartung: Schrumpffutter benötigen keine teuren oder ungeplanten Wartungsarbeiten.
Breites Portfolio
Haimer hat über Jahre hinweg die Bandbreite seiner Schrumpffutter erweitert: Schon die Schrumpffutter in Standardausführung sind feingewuchtet und aus hochwarmfestem Spezialstahl gefertigt. Alle funktionalen Oberflächen sind sehr präzise verarbeitet, und die Kegeltoleranzen sind weit präziser gefertigt als von den einschlägigen Normen gefordert.
Als Weiterentwicklung der Standard Schrumpffutter wurden die Power Shrink Chucks speziell für Hochgeschwindigkeits- oder Hochpräzisionsfräsanwendungen entwickelt. Optional lassen sich diese Schrumpffutter mit der Auszugsicherung Safe-Lock ausstatten. Die Heavy Duty Shrink Chucks zeichnen sich durch eine verstärkte Wandstärke im Spannbereich aus, einer extrem steifen Außenkontur und Dehnungsnuten in der Spannbohrung. So kommen hohe Spannkräfte zustande, die sich durchaus mit denen von Kraftspannfuttern vergleichen lassen. Das Portfolio wird durch die Mini Shrink Chucks abgerundet. Das sind einteilige Schrumpffutter mit einem extrem schlanken Design und einer 3-Grad-Außenkontur – konstruiert für den Formenbau. Als Variante gibt es die Power Mini Shrink Chucks. Sie verfügen über eine verstärkte Basis, um Vibrationen abzudämpfen und eine bessere Drehmomentübertragung zu erzeugen.
Da für die Hochpräzisionsbearbeitung die richtige Verbindung zwischen Werkzeugaufnahme und Spindel ebenfalls von großer Bedeutung ist, werden alle Schrumpffutter mit Spindelschnittstellen in Premiumqualität angeboten: Haimer bearbeitet alle Funktionsflächen fein und garantiert für seine Steilkegel eine Kegeltoleranz besser als AT3. Ebenso sind HSK-A/E/F-Kegel im Programm, die große Vorteile gegenüber den Standardsteilkegeln aufweisen, wie z. B. eine hohe Wiederholgenauigkeit, eine fixe axiale Positionierung durch Plananlage und eine Nachhaltigkeit im Hochgeschwindigkeitsfräsen. Außerdem werden die Spindelsysteme Haimer Capto (in Lizenz von Sandvik Coromant) und Kennametals KM4X angeboten.
Haimer GmbH www.haimer.com
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