Mechatronisches Werkzeug mit integrierter Minimalmengenschmierung senkt Kosten

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V.

Bild 1 (siehe Bildergalerie) zeigt zwei Lösungsansätze. Zum einen kann das System mit einer drahtlosen Energie- und Datenübertragung versehen werden, zum anderen lässt sich die mechatronische Werkzeugaufnahme mit einer internen Energieversorgung realisieren.

Zerspanungswerkzeug mit integierter Minimalmengenschmierung erfordert Aufwand

Ein rotierendes Zerspanungswerkzeug mit integrierter Minimalmengenschmierung erfordert im Vergleich zu konventionellen Werkzeugen anforderungsgemäß einen erhöhten materialtechnischen Aufwand. Bild 2 zeigt die CAD-Modelle des Werkzeuges in den Ausführungen für Spannzangenwerkzeuge und für Aufsteckfräser. Der Einsatz von abgedichteten Spannzangen ermöglicht die Aufnahme von Werkzeugen zur Bohrungsbearbeitung und von Schaftfräsern unterschiedlicher Abmessungen zur Bearbeitung von Stahl- und NE-Werkstoffen.

Die Möglichkeiten des Einsatzes alternativer Werkzeuge, zum Beispiel Aufsteckfräser oder Ausbohreinheiten, lassen sich durch veränderte stirnseitige Adapter berücksichtigen. Bild 2 zeigt rechts als Variante einen Ausschnitt einer derartigen Werkzeugaufnahme für Aufsteckfräser nach DIN 6357. Als Schnittstelle zur Maschinenspindel des Bearbeitungszentrums wurde der universelle HSK63 nach DIN 69893 gewählt. Das Konzept bedingt eine IKZ, ist jedoch nicht an eine spezielle Schnittstelle gebunden.

Auswuchtelemente ermöglichen einen schwingungsarmen Betrieb

Die avisierte maximale Einsatzdrehzahl des Werkzeuges liegt bei etwa 5000 min^-1. Die konstruktiv gegebenen Wuchteigenschaften in Verbindung mit den radial angebrachten Auswuchtelementen ermöglichen einen schwingungsarmen Betrieb. Der ungehinderte Werkzeugwechsel mit dem Greifer des automatischen Werkzeugwechslers sowie das Einbringen in den Werkzeugspeicher sind problemlos möglich.

Die Steuerung der Abläufe erfolgt autark im realisierten Werkzeug, das heißt durch eine integrierte einfache Ablaufsteuerung mit induktiver Energieeinspeisung. Eine externe Steuerung über die vorhandene serielle Schnittstelle RS-232 ist mit leichter Modifikation möglich.

Typischer Kühlschmiermittel-Volumenstrom reicht von 5 bis 50 ml/h

Die Pumpe, das Kühlschmiermittel-Reservoir mit etwa 43 cm³ und die Druckluftführung über die IKZ zur Aerosolbildung sind die Kernbaugruppe, wobei der Fokus bei der Entwicklung auf minimiertem Aufwand lag (Bild 3). Der einstellbare, für den Minimalmengenschmierung-Einsatz typische Kühlschmiermittel-Volumenstrom überstreicht den Bereich von 5 bis 50 ml/h.

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