Spanende Fertigung Hohe Eigensteifigkeit ersetzt Fundament

Fahrständer-Bearbeitungszentrum mit Drehtisch bearbeitet großvolumige Werkstücke an fünf Seiten.

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Aachener Maschinenbau GmbH

Schages GmbH & Co.KG

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Viel häufiger als sperrige und lange Werkstücke sind Werkstücke bis zu einem Werkstückvolumen von 1600 mm 3 1600 mm 3 1200 mm an fünf Seiten in einer Aufspannung zu bearbeiten. Für derartige Bearbeitungsfälle ist ein Rundtisch erforderlich, der meist in den Längstisch einer universal verwendbaren Fahrständermaschine integriert ist.

Um die Investitionen in eine solche Maschine unter 0,5 Mio. Euro zu senken, wurde ein Bearbeitungszentrum zur Großteilbearbeitung entwickelt, das speziell diesen Bearbeitungsraum abdeckt. Außerdem ist die Maschine so gestaltet, dass kein Fundament benötigt und dennoch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreicht wird. Diese eigensteife Bauweise macht ein aufwendiges Fundament, das bis zu 100 000 Euro kosten kann, überflüssig.

In der Standardausführung steht als Werkstückträger ein mit 6000 kg belastbarer Rundtisch mit einem Durchmesser von 1600 mm zur Verfügung. Der mit acht Längs- und zwei Richtnuten ausgestattete Rundtisch hat eine Planlaufgenauigkeit im Durchmesserbereich von 1000 mm von 0,020 mm und eine Rundlaufgenauigkeit der Zentrierbuchse von 0,010 mm. Alternativ kann auch ein Lineartisch eingebaut werden.

Das Maschinengestell ist eine kompakte Konstruktion aus dem Verbundwerkstoff Hydropol, einer Kombination aus mineralischem, stahlummanteltem Verbundwerkstoff. Ein geschlossener Rahmen, bestehend aus Unterbau, den beiden Seitenteilen und der Brücke, sorgt für eine hohe Eigensteifigkeit des Gestells als Grundlage für das schwingungsgedämpfte dynamische Verfahren des Maschinenständers. Der Maschinenständer, eine kompakte, verwindungssteife Schweißkonstruktion, ist in X-Richtung 2000 mm verfahrbar. Die Führungen übernehmen zwei unten im Maschinengestell angeordnete gehärtete Wälzkompaktführungen.

Eine dritte Wälzführung oben am Ständer verhindert das Kippen des Ständers. Der Spindelstockschlitten in Gussausführung hat einen hydraulischen Gewichtsausgleich. Der Schlitten wird am Maschinenständer in senkrechter Y-Richtung in gehärteten Wälzkompaktführungen mit einem Verfahrweg von 1300 mm geführt. Der Spindelstock selbst hat ebenfalls einen Verfahrweg von 1300 mm in Z-Richtung und wird im Spindelstockschlitten geführt. Der Spindelstock ist mit dem Universalfräskopf UFK bestückt, der in der Ebene der Fräskopfaufnahme gradweise um 360° und im Fräskopf gradweise um 180° schwenkbar ist.

Somit können 64800 verschiedene Raumpositionen mit einer Wiederholgenauigkeit von 60,002 mm gesteuert angefahren werden. Die Frässpindel mit SK50-Werkzeugaufnahme wird von einem frequenzgeregelten flüssigkeitsgekühlten Asynchronmotor angetrieben und ist mit einer hydromechanischen Schnellspannung ausgerüstet. Die Antriebsleistung beträgt 36 kW (40% ED) oder 26 kW (100% ED), der Drehzahlbereich 36 bis 6000 min-1. Für HSC-Bearbeitungen lässt sich eine flüssigkeitsgekühlte 11-kW-Hochfrequenzspindel mit einer maximalen Drehzahl von 30 000 min-1 von Hand in die Hauptspindel einsetzen.

Alternativ ist die Maschine mit einem 5-Achs-Gabelkopf ausrüstbar. Das Kettenmagazin, seitlich am Ständer angeordnet, hat 48 platzkodierte Werkzeugplätze.In den drei Linearachsen übernehmen digital gesteuerte AC-Motoren den Vorschubantrieb mit konstantem Drehmoment. Die Vorschub- und Eilganggeschwindigkeiten in den drei Achsen können stufenlos von 2 bis 30 000 mm/min gewählt werden.

Dabei wird eine maximale Beschleunigung von 2 m/s2 erreicht.Um die Herstellkosten möglichst gering zu halten, wurde bei dieser Einsteigermaschine bewusst von der Modulbauweise abgewichen. Deshalb gibt es auch nur wenige Optionen, beispielsweise als Alternative zum Rundtisch einen Längstisch oder anstatt der serienmäßigen Heidenhain-CNC iTNC 530 die Steuerung 840D von Siemens.

Auch lässt sich beispielsweise eine Minimalmengenschmierung und eine zusätzliche Kühlschmierstoffzufuhr über einen Düsenring, umschaltbar auf innere Kühlschmierstoffzufuhr bei Werkzeugen mit Steilkegel, installieren. Durch die verschiedenen Möglichkeiten der Kühlschmierstoffzufuhr können Bearbeitungsprozesse optimal gestaltet und die Werkzeugstandzeiten erhöht werden.