Spanntechnik Rüstzeitminimierte Werkstückspannung zur Komplettfertigung auf Bearbeitungszentren

Mit dem Schnellspannblock Quintus kann auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum die Werkstücklage so verändert werden, das eine 5-Seiten-Bearbeitung möglich ist.

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Föhrenbach GmbH

AXA Entwicklungs- und Maschinenbau GmbH

SMW-AUTOBLOK Spannsysteme GmbH

Der Innovationsschub der letzten Jahre hat die Entwicklung von Werkzeugmaschinen konsequent beschleunigt. Jede Kette ist aber nur so stark wie ihr schwächstes Glied. Was nützt die modernste Maschine mit einem zweitrangigen Werkzeug oder einem veralteten Spannmittel? Das perfekte Zusammenwirken von Werkzeug, Werkzeugmaschine und Spannzeug ist also unerlässliche Voraussetzung zur Erzielung maximaler Wirtschaftlichkeit. Anwender von Mehrachs-Bearbeitungszentren kennen die Problematik: Um Werkstücke an fünf Seiten in einer Aufspannung bearbeiten zu können, ist ein hoher Freiheitsgrad für das Werkzeug zwingend erforderlich. Eine ebenso wichtige Voraussetzung ist die zentrale Werkstücklage im Kreuzungspunkt der Tischachsen: Sie ermöglicht den Einsatz von kurzen Standardwerkzeugen. Für die weitere Wirtschaftlichkeit ist ein schneller und präziser Spannmittelwechsel notwendig.Der von Hilma-Römheld neu entwickelte Schnellspannblock Quintus schafft dafür die notwendigen spanntechnischen Voraussetzungen. Auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum kann damit die Werkstücklage so verändert werden, das eine 5-Seiten-Bearbeitung möglich ist. Gleichzeitig werden optimale Freiheitsgrade für das Werkzeug erreicht. Die exakte Lagebestimmung von Quintus auf dem Maschinentisch erfolgt über einen mittig eingebrachten, maschinenspezifisch auswechselbaren Zentrierbolzen und über Richtnuten. Alternativ kann die Befestigung beispielsweise auch auf Grundplatten über Passbohrungen erfolgen. Die Aufbauten selbst werden mit auf der Unterseite eingebrachten Einzugsbolzen und entsprechenden Fixierstiften auf dem Schnellspannblock formschlüssig und wiederholgenau aufgenommen sowie sicher und genau gespannt. Diese Aufgabe übernimmt ein im Spannblock integriertes, mechanisch betätigtes Nullpunkt-Spannsystem mit folgenden technischen Eigenschaften:- einfacher, robuster Aufbau,- keine externe Energiezufuhr notwendig,- nur 2,5 Umdrehungen bis zur vollen Spannkraft,- hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis sowie- Wechsel in Sekunden.Spannmittel sollten vielseitig nutzbar seinDen Schnellspannblock gibt es in zwei unterschiedlichen Größen: mit einer Einzugskraft von einmal 12 kN bei 60 Nm und mit zweimal 20 kN bei 80 Nm. Natürlich kommt der richtigen Auswahl des Spannmittels eine besondere Bedeutung zu; besonders auch im Hinblick auf den Trend zur Miniaturisierung von Werkstücken. Das Spannmittel sollte möglichst kompakte Abmessungen haben, keine Kollisionsbereiche aufweisen, vielseitig anwendbar sein und vor allem kurze Rüst- und Nebenzeiten garantieren. Eine innovative Neuentwicklung auf diesem Gebiet ist das MC-Spannsystem. Die kompakte Bauform, die je nach Bauart und Baugröße abfallenden Schultern sowie die als Zentrischspanner ausgelegte Bauart MC-Z gewährleisten eine maximale Zugänglichkeit zum Werkstück. Aber auch einfacher und robuster Aufbau, maximaler Späneschutz, hohe Genauigkeit und hohe Prozesssicherheit standen im obligatorischen Pflichtenheft. Hinsichtlich der Werkstückadaption liegt ein großes Augenmerk auf wechselbaren Spannbacken. Sonder- und Formspannbacken erweitern den Anwendungsbereich. Grip- und Prägespannbacken mit niedrigen Spannrandzugaben sowie Spannbacken mit V-Nut erhöhen die Haltekraft am Werkstück. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig: so ist die MC-Baureihe in Verbindung mit kundenspezifischen Sonder- oder Formspannbacken einzeln oder als Konstruktionsbaustein für Standardvorrichtungen einsetzbar. Auch auf Wendespanneinrichtungen oder in flexiblen Fertigungssystemen mit Palettenspeicher ergeben sich durch die kompakte Bauform und die verschiedensten Adaptionen vielfältige Einsatzmöglichkeiten, insbesondere mit Nullpunkt-Spannsystemen, die einen hohen Entwicklungsstand erreicht haben, und zwar von der Wechselpräzision über die Mediendurchführung bis hin zur Spülung gegen Späne. Die hydraulische Bauart unterstützt Automatisierungsprozesse durch leitungsfreie Druckölversorgung für automatisches Spannen/Lösen in Verbindung mit Handlingsystemen.Der Schnellspannblock ist schnell umrüstbarNun reichen in der täglichen Praxis Standardspannstöcke allein nicht aus, um die unterschiedlichen Anforderungen in der Teilefertigung abzudecken. Deshalb kann der Schnellspannblock Quintus rüstzeitarm in Sekunden auf weitere, in der flexiblen Fertigung unverzichtbare Spannmittel umgerüstet werden. Zur Verfügung steht eine standardisierte Grundausrüstung, bestehend aus Wechselpaletten mit Dreibackenfutter sowie kundenseitig bearbeitbaren Wechselpaletten. Diese Paletten können mit Rasterbohrungen, kundenspezifischen mechanischen Aufbauten oder mit handelsüblichem Spannzangenfutter bestückt werden. Auch beim Anwender bereits vorhandene Spannmittel sind mit geringem Aufwand zu integrieren. Ebenso wichtig ist es, auch die interessanten Einsatzmöglichkeiten für das mechanische Nullpunktspannsystem 2000 als Einzelelement zu erwähnen. Sofern grundsätzlich möglich, kann damit auch eine Werkstück-Direktspannung durch Anbringen des Einzugsbolzens mittels Gewindebohrung erfolgen. Darüber hinaus ist der Direkteinbau in eigene Aufnahmekörper oder den Maschinentisch möglich: erforderlich ist eine minimale Plattenstärke von 40 mm/12 kN oder 45 mm bei 20 kN. Bei der Optimierung Spannmittel berücksichtigenDie Praxis zeigt immer wieder, dass trotz hoher Investitionen in Maschinen und Werkzeuge am falschen Ende gespart wird. Im Zuge der Fertigungsoptimierung sollte grundsätzlich eine ganzheitliche Betrachtung der Zerspanungssituation erfolgen, also vor allem auch in Bezug auf die Werkstückspannung. Die investierte Zeit bei der Suche nach der richtigen Lösung bringt letztlich erhebliche Vorteile für die Fertigung: Die Kollisionsgefahr wird auf ein Minimum reduziert, der Freiheitsgrad für das Werkzeug kann optimal ausgenutzt werden und es können kürzere und damit steifere Werkzeuge eingesetzt werden, was letztlich wieder der Zerspanungsqualität zugute kommt.