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Als Geschäftsführer der Haimer GmbH beschäftigt sich Andreas Haimer intensiv mit Fräs- und Schleifwerkzeugen und deren optimalem Einsatz. Er erklärt: „Unwucht entsteht bei einem rotierenden Werkzeugsystem durch eine ungleiche Gewichtsverteilung. In der Rotation entstehen dadurch Fliehkräfte, die mit der Drehzahl quadratisch ansteigen. Das bedeutet, dass – bei gleicher Unwucht – die Spindel mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 10 000 min-1 eine 25-mal so hohe Fliehkraft erzeugt wie bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 2000 min-1.“
In der Praxis kann die Unwucht von Schleifscheiben und Werkzeugen verschiedene Ursachen haben. Es spielen die Toleranz der Schleifscheibenbohrung, die Homogenität (Massenverteilung der Scheibe) und Parallelität sowie die Konzentrizität eine wichtige Rolle. Auch die Toleranzen des Schleifscheibendorns sowie das Abrichten und Profilieren der Schleifscheibe wirken sich unmittelbar auf die Unwucht und damit auf den dynamischen Rundlauf der Schleifscheibe während der Bearbeitung aus. Es entstehen Vibrationen, die sich auf Maschine und Rohling übertragen. Sie beeinträchtigen den gesamten Bearbeitungsprozess und das Schleifergebnis hinsichtlich Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit des Werkstücks. Im Fall des Werkzeugschleifens entsteht auf diese Weise eine mehr oder weniger große Schartigkeit an den geschliffenen Werkzeugen. Analog wirkt sich die Unwucht bei Zerspanungswerkzeugen und den zu bearbeitenden Werkstücken aus.
Unwucht beeinträchtigt die Standzeit
Zudem verursacht Unwucht einen höheren Verschleiß an Schleifscheibe bzw. Werkzeug und Spindelstock. Studien und Erfahrungen belegen, dass sich die Spindellebensdauer um 50 % reduzieren kann. Andreas Haimer weist darauf hin, dass inzwischen viele Maschinen- und Spindelhersteller von ihren Kunden fordern, nur noch ausgewuchtete Werkzeuge einzusetzen: „Andernfalls geben sie keine oder nur eine eingeschränkte Garantie auf die Spindel.“Doch noch immer reduzieren viele Anwender lieber die Drehzahl, Vorschubgeschwindigkeit und Spantiefe, um die durch Unwucht erzeugten Vibrationen zu minimieren und dadurch die notwendige Prozesssicherheit sowie die geforderten Qualitäten am Werkstück zu erreichen. Das führt zwar zu einer ruhigeren Bearbeitung und besseren Oberflächen, aber auch zu niedrigerem Zeitspanvolumen und damit zu schlechterer Produktivität.
Die deutlich bessere Lösung wäre es, die Unwucht im Werkzeugsystem von vorneherein zu beseitigen. Was auf den ersten Blick kompliziert erscheint, ist laut Andreas Haimer einfach machbar und für jeden erschwinglich: „Mit unserem modularen Wuchtsystem Tool Dynamic lassen sich Werkzeugaufnahmen, Schleifscheiben und große Rotoren bis Durchmesser 1000 mm auswuchten. Dabei erreichen unsere Maschinen Wiederholgenauigkeiten von 0,5 gmm, was bei einem 1 kg schweren Werkzeug einer Exzentrizität von 0,5 µm entspricht.“
Gesteigerte Werkzeugqualität
„Mit gewuchteten Schleifscheibensätzen können wir um 25 bis 30 % höhere Vorschübe fahren. Die Standzeiten und Abrichtzyklen der Scheiben haben sich in gleichem Maße verlängert“ – so ist von vielen Anwendern aus dem Bereich Werkzeugschleifen zu hören. Sie bestätigen auch eine gesteigerte Qualität der hergestellten Hochleistungs-HSS- und -VHM-Werkzeuge. Insbesondere beim Schleifen von Werkzeugen aus Vollhartmetall sind die Auswirkungen des Wuchtens besonders positiv. Denn das Material ist sehr spröde und darf keinen Schlag bekommen, sonst entstehen Haarrisse, die zum Werkzeugbruch führen können.
Die Qualitätsverbesserung lässt sich nicht nur am Ausbleiben solch schwerer Schäden festmachen. Dank der besseren Qualität von Oberflächen und Schneiden erzielen die Werkzeuge bei den Kunden längere Standzeiten und erlauben teilweise die Bearbeitung anspruchsvollerer Materialien und kleiner Durchmesser.
Optimierter Rundlauf für jede Anforderung
Die erste Tool Dynamic-Maschine brachte Haimer 1996 auf den Markt. Seitdem entstand eine komplette Baureihe, die für jede Anforderung die passende Lösung bereithält. Als Tisch- und Beistellmaschine konzipiert, ist die Tool Dynamic TD 1002 beispielsweise eine ideale Lösung zum Wuchten von Schleifscheiben. Die Wuchtadapter mit automatischem Spannsystem zentrieren das Werkzeug mikrometergenau wie die Werkzeugschleifmaschine und sorgen so für höchste Mess- und Wiederholgenauigkeit. Mit der optionalen Rundlaufmessvorrichtung kann sogar in einer Aufspannung der Rund- und Planlauf von Schleifscheiben gemessen werden. Die Bedienung der TD 1002 erfolgt über ein integriertes Tastenfeld und Display. Die in der Praxis am häufigsten eingesetzten Modelle Tool Dynamic Comfort und Comfort Plus werden über Touchscreen und die bedienerfreundliche Auswuchtsoftware TD 4.0 bedient. Sie bieten die Möglichkeit, auf einfache Art und Weise auch in zwei Ebenen zu wuchten.
Die Tool Dynamic-Baureihe umfasst zahlreiche Ausbaustufen bis hin zur universellen CNC-gesteuerten Auswuchtmaschine TD Automatic, die den Unwucht-Ausgleich direkt in einer oder zwei Ebenen automatisch vornimmt. Die jüngste Entwicklung ist die Tool Dynamic Preset Microset, die Auswucht- und Voreinstelltechnik perfekt kombiniert. Die Spannung des Werkzeugs erfolgt in der hochpräzisen Auswuchtspindel mit dem bewährten Adaptersystem von Haimer. Diese Maschine gibt es zudem in Industrie 4.0-Ausführung. Hierbei wird die ermittelte, maximal zugelassene Drehzahl des Schleifscheibenpakets direkt in die Steuerung der Schleifmaschine automatisiert übertragen, sodass produktiv in zugelassener Maximaldrehzahl auf der Maschine gefahren wird, ohne aber darüber hinauszugehen.
Haimer GmbH
www.haimer.de
Grindtec: Halle 2,
Stand 2113
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