Getriebeeinheit für Gewindebohren Höhere Produktivität durch Übersetzungsgetriebe

Redakteur: Andrea Gillhuber

Bohren, formen, fräsen – die Möglichkeiten, ein Innengewinde herzustellen, sind vielfältig. Dabei kommt es aber nicht nur auf das passende Werkzeug an. Mit der richtigen Getriebeeinheit lassen sich Schnittgeschwindigkeit sowie Takt- und Standzeit erhöhen.

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(Bild: Emuge)

Innengewinde werden nicht alleine mit einem Gewindebohrer, -former oder -fräser hergestellt. Am Anfang steht das Schaffen der Gewindekerngeometrie, sprich: die Vorbohrung oder Senkung. Erst im zweiten Bearbeitungsschritt werden die Gewindeflanken, also das eigentliche Gewinde, erzeugt. Wie bei der Fertigung anderer Bauteile stehen auch beim Gewindebohren Produktivität, Prozesssicherheit und eine lange Standzeit im Vordergrund. Ein wichtiger Faktor sind die Werkzeugkosten pro bearbeitetem Gewinde.

Für die Qualität eines Gewindes ist nicht nur der Gewindebohrer, -former oder -fräser verantwortlich, sondern auch die Oberflächenqualität der Vorbohrung sowie die Positionierung der Werkzeuge zum Werkstück. Der Idealfall wäre natürlich, wenn die einzelnen Bearbeitungsschritte in einer Aufspannung erfolgen würden. Sollte dies nicht machbar sein, sollte auf wiederholgenaue Spannmittel zurückgegriffen werden, welche eine genaue Positionierung der Werkzeuge zur Bohrungs- beziehungsweise Gewindeachse erlauben.

Die Produktivität lässt sich durch das Optimieren der Haupt- und Nebenzeit steigern. In den Bereich der Nebenzeit fallen unter anderem Werkzeugwechsel und Aufspannung. Die Hauptzeit lässt sich durch hohe Schnittgeschwindigkeit sowie durch hohe Vorschübe beim Bohren und Gewinden verbessern. An diesem Punkt greift Emuge mit seiner Getriebeeinheit Speedsynchro Modular an.

Taktzeiten verkürzen

Um den Fertigungsprozess eines Innengewindes zu beschleunigen, ist es wichtig, die Taktzeit zu optimieren. Das Unternehmen aus Lauf an der Pegnitz setzt dafür an der Maschinenspindel an. Bei der synchronen Gewindeherstellung erreicht die Spindel in der Regel nicht mehr die programmierten Drehzahlen. Im Speedsynchro Modular ist deshalb ein Übersetzungsgetriebe integriert, welches auch bei einem relativ niedrigen synchronen Spindeldrehzahlbereich von unter 1500 min–1 eine hohe Werkzeugdrehzahl ermöglicht. Das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheit liegt bei 1:4,412.

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Zu beachten ist, dass der Vorschub für das Gewindewerkzeug entsprechend angepasst werden muss. Zum Beispiel liegt für die Herstellung eines Gewindes M6 mit Steigung 1 mm pro Umdrehung auf 4,412 mm pro Umdrehung liegt die Gewindedrehzahl bei einer programmierten Spindeldrehzahl von 680 min–1 bei 3000 min–1. Gleichzeitig zur Zeiteinsparung reduziert sich die Energieaufnahme durch das Übersetzungsgetriebe um 90 %. Emuge betont, dass diese Einsparung hauptsächlich durch die Spindeldrehzahl bestimmt wird und relativ unabhängig von der Gewindegröße ist. So liegt die Leistungsaufnahme bei der Herstellung von 1 Mio. Gewinde M6 bei einer Drehzahl am Gewindewerkzeug von 4000 min–1 ohne Speedsynchro Modular laut Unternehmen bei 2051 kWh, mit dem Übersetzungsgetriebe bei 187 kWh.

Mit dem Speedsynchro Modular werden die gleichen Gewindetiefengenauigkeiten erreicht, die man von der synchronen Spindel gewöhnt ist. Gewindetiefenstreuungen, wie sie von mechanischen Gewindeschneidapparaten bekannt sind, treten nicht auf. Anders als Gewindeschneidapparate führt der Speedsynchro kein Umschalten der Drehrichtung aus; das Reversieren des Gewindewerkzeugs erfolgt durch die Maschinenantriebsspindel. Da es dadurch keine umschaltende Bauteilen gibt, führt dies zu einem geringeren Verschleiß und einem reduzierten Wartungsaufwand.

Eingesetzt wird Speedsynchro Modular für Gewindegrößen von M1 bis M8. Die Spannzangenaufnahme hat die Größe ER16. Die Getriebeeinheit ist eine Weiterentwicklung des Speedsynchro; der modulare Anteil besteht in den HSK-Übergabeelementen für den flüssigen Kühlschmierstoff und die Minimalmengenschmierung sowie der optionalen Längeneinstellschrauben für innen- oder außenzentrierte Gewindewerkzeuge.

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Eines der wichtigsten Merkmale von Speedsynchro Modular ist die konstruktive Trennung der Übertragung von Drehmoment und Axialkraft. Daher ist in der Getriebeeinheit die Technologie Softsynchro integriert. Dabei handelt es sich um eine patentierte Minimallängenausgleichsfunktion. Diese kompensiert Regelungsungenauigkeiten der Steuerung, Steigungstoleranzen von Werkzeugen und Temperaturgänge innerhalb der Steigung. So werden schädliche Axialkräfte auf die Gewindebohrerflanken verhindert.

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