Spanende Fertigung Hat Ihre Aufnahme alles fest im Griff?

Auswahlkriterien und Anwendungsbereiche von Werkzeugaufnahmen. Eines ist gleich vorab zu bemerken: Es gibt keinen universellen Top-Werkzeughalter, der alle Anforderungen der Zerspanung abdeckt....

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Eines ist gleich vorab zu bemerken: Es gibt keinen universellen Top-Werkzeughalter, der alle Anforderungen der Zerspanung abdeckt. Jedes Werkzeughaltersystem hat seine spezifischen Vorteile und muss für den jeweiligen Anwendungsfall und die jeweiligen Kundenbedürfnisse ermittelt werden. Der Werkzeughalterhersteller Schunk hat es sich unter der Strategie „Total Tooling“ zur Aufgabe gemacht, im Bereich der Werkzeughalter einen umfassenden Komplettservice der Beratung, Ermittlung und Bereitstellung des „richtigen“ Systems für den Anwender zu finden. Elastische Rückstellkräfte spannen das WerkzeugDie Werkzeughalter für Schaftwerkzeuge umfassen fünf verschiedene Systeme, die alle Zerspanaufgaben abdecken. Die Werkzeughalter der Tribos-Baureihe arbeiten mit den elastischen Rückstellkräften des Werkzeughalterstahles. Das Polygon wird durch eine Spannvorrichtung von außen über drei Eckpunkte im Kreis verformt. Dadurch wird die Bohrung größer und das Werkzeug kann eingefügt werden. Bei Druckabnahme will der Halter durch die Elastizität des Stahls wieder in die ursprüngliche Polygonform zurück und spannt somit kraftschlüssig das Werkzeug. Der Spannbereich umfasst Durchmesser von 0,3 bis 32 mm. Werden Zwischenhülsen eingesetzt, ist der Spannbereich 3 bis 16 mm. Die Rundlaufgenauigkeit, gemessen am eingespannten Werkzeugschaft, ist ,0,003 mm und wird durch häufiges Spannen nicht beeinträchtigt. Haltemomente bis 450 Nm sind für alle Arten der Zerspanung ausreichend. Das Material des Werkzeugschaftes ist ohne Einfluss auf die Spannkraft. Je nach Ausführung (Schnittstelle, Größe) beträgt die Wuchtgüte bis zu 3 g/mm. Es kann fast an jeder beliebigen Stelle gewuchtet werden. Die Gestaltung des Kammeraufbaus und Kunststoffmasse sorgen für beste Dämpfung und damit für große Werkzeugstandzeiten und hohe Oberflächenqualität. Mikroausbrüche an der Schneide werden vermieden. Die Werkzeugwechselzeiten betragen kurze 25 s. Die Tribos-Werkzeughalter der Baureihe S sind einsetzbar bis zu Drehzahlen von 85000 min-1 (Schleudertest bis 205000 min-1), die der Baureihe R bis 55 000 min-1 (Schleudertest bis 110000 min-1). Tribos-S ist derzeit das Spannsystem mit der kleinsten Störkontur. Die Ausführung R mit großer, stabiler Außenkontur eignet sich zum Einsatz von Verlängerungen. Notwendig für die Tribos-Halter ist die erforderliche Spannvorrichtung.Schrumpftechnik sorgt bei Werkzeughaltern der Celsio-Baureihe für festen Sitz der Werkzeuge. Dabei muss der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkzeugschaftmaterials berücksichtigt werden. Der Spannbereich umfasst Schaftdurchmesser von 3 bis 32 mm. Die Rundlaufgenauigkeit beträgt wie bei den Tribos-Haltern 0,003 mm, allerdings gemessen in der Spannbohrung, ohne eingespanntes Werkzeug. Die Dauerrundlaufgenauigkeit liegt je nach Spannhäufigkeit „nur“ bei 0,01 mm. Die Haltemomente betragen bis 800 Nm. Beachtet werden sollte allerdings, dass durch Erwärmung, beispielsweise bei Trockenbearbeitung, ein Spannkraftverlust auftreten kann. Die Wuchtgüte dieser Halter ist je nach Ausführung maximal 3 g/mm. Weil keine Dämpfung erfolgt, werden bei der Zerspanung auftretende Schwingungen nicht abgebaut und schlagen sich auf der Werkstückoberfläche nieder. Die Celsio-Halter bieten einen guten Kompromiss zwischen schlanker Bauform und Radialsteifigkeit. Die Voreinstellung geschieht gegen Anschlag in einer Spannvorrichtung. Bei einer Korrektur muss erneut erwärmt und abgekühlt werden, das ist zeitaufwendig. Das Erwärmen und Abkühlen (Handwarm) dauert etwa 1,5 min. Diese Celsio-Werkzeugaufnahmen sind für Drehzahlen bis 60 000 min-1 geeignet, haben hohe Spannkräfte, sind schlank ausgeführt und ermöglichen eine höher Werkzeugstandzeit als einfache mechanische Spannsysteme. Geeignet sind die Werkzeugaufnahmen für HSS-Werkzeuge mit Durchmessern ab 6 mm. Die mechanischen Präzisionsspannfutter Big funktionieren wie Spannzangenfuttern, besitzen jedoch eine wesentlich höhere Präzision. Der Spannbereich liegt zwischen 0,25 und 32 mm Durchmesser. In Verbindung mit geschlitzten Buchsen sind die Durchmesser stufenlos spannbar. Die Rundlaufgenauigkeit, gemessen am eingespannten Werkzeugschaft ist kleiner als 0,003 mm. Die Haltemomente betragen bis zu 1000 Nm. Je nach Ausführung ist die Wuchtgüte 3 g/mm. Es kann an fast jeder beliebigen Stelle gewuchtet werden. Aufgrund der Spannzangen haben die mechanischen Big-Spannfutter gute Dämpfungseigenschaften. Die Quersteifigkeit hängt ab vom Grunddurchmesser sowie eingesetzter Spannzange und ist gut bis sehr gut. Die Werkzeugvoreinstellung ist aufgrund des konischen Einzugs der Spannzange ungenauer als beispielsweise bei den Tribos- und Celsio-Werkzeugaufnahmen. Der Werkzeugwechsel (Rollenschlüssel, Überwurfmutter) dauert etwa 30 s. Vorteile sind: Alle gängigen Werkzeuge können toleranzunabhängig gespannt werden. Spannvorrichtungen sind nicht erforderlich.Die Hydro-Dehnspannfutter Tendo basieren auf hydraulischem Druck. Eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte ringförmige Kammer, die um den Bohrungsdurchmesser zur Aufnahme des Werkzeugschaftes liegt, wird mit Druck beaufschlagt. Durch die Ausdehnung der Buchse, zentrisch und parallel nach innen, verringert sich der Bohrungsdurchmesser und das Werkzeug mit Durchmessern von 6 bis 32 mm wird gespannt. Zwischenbuchsen können eingesetzt werden. Die Rundlaufgenauigkeit und Dauerrundlaufgenauigkeit, am eingespannten Werkzeugschaft gemessen, ist kleiner als 0,003 mm. Die Haltemomente betragen bis zu 450 Nm. Die Spannkraft nimmt bei Erwärmung durch die Vergrößerung des Ölvolumens zu. Die Wuchtgüte ist je nach Ausführung 3 g/mm. Es kann nicht an jeder beliebigen Stelle gewuchtet werden. Aufgrund der Ölkammer sind die Dämpfungseigenschaften sehr gut. Vibrationen werden gedämpft, Mikroausbrüche an der Werkzeugschneide vermieden. Das führt zu hoher Werkzeugstandzeit und Oberflächengüte. Die Quersteifigkeit ist annähernd so groß wie die der Celsion-Warmschrumpffutter. Die Werkzeuge lassen sich schnell und einfach einstellen. Futter der RLV-Ausführung können sogar in der Maschinenspindel eingestellt werden. Die Werkzeugwechselzeiten, nur wenige Sekunden, sind deutlich kürzer als bei allen anderen Werkzeugaufnahmen. Geeignet sind die Tendo-Futter für alle gängigen Werkzeuge und für Drehzahlen bis 50 000 min-1. Aufgrund der hohen Rundlaufgenauigkeit und guten Vibrationsdämpfung lassen sich mit diesen Futtern die höchsten Werkzeugstandzeiten erreichen. Eine schlanke Bauweise ist möglich, allerdings setzt der Aufbau der Futter enge Grenzen. Im Vergleich zu Tribos- und Celsio-Futter sind Tendo-Futter höher im Preis.Elastomer als Dehnelement sorgt für hohe DämpfungDie neueste Entwicklung von Schunk sind die Universalspannfutter Sino mit innovativer Dehnspanntechnik: Durch axiales Anziehen der Spannhülse auf Block mit dem Sino-Hakenschlüssel wird ein High-End-Elastomer axial gestaucht. Als Reaktion darauf dehnt sich der Kunststoff radial in Richtung Dehnbüchse aus. Die Dehnbüchse expandiert gleichmäßig in Richtung Futter-Mittelachse und spannt den Werkzeugschaft zentrisch. Drehzahlen bis 42 000 min-1 sind zulässig. Der Spannbereich umfasst Durchmesser von 3 bis 32 mm. Alle gängigen Werkzeuge können gespannt werden. Die Haltmomente betragen bis zu 850 Nm. Die Werkzeugaufnahmen haben eine Wuchtgüte bis 3 g/mm und können an jeder beliebigen Stelle gewuchtet werden. Durch das Elastomer als Dehnelement zwischen Grundkörper und Dehnbuchse sind die Dämpfungseigenschaften sehr gut. Das bewirkt hohe Werkzeugstandzeit. Die Ausführung bietet ein gutes Verhältnis zwischen schlanker Bauform und Radialsteifigkeit. Die axiale Längenverstellschraube vereinfacht die Werkzeugvoreinstellung. Werkzeuge können innerhalb von 20 s gewechselt werden.