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Werkzeugschleif- und/oder -erodiertechnik auf der EMO Hannover 2019 Systemtrio erschafft präzise Zerspanungswerkzeuge

Redakteur: Peter Königsreuther

Zur EMO Hannover präsentiert der Biberacher Schärfspezialist Vollmer seine neue Schleif- und/oder Erodiermaschinen der Vgrind-, Vhybrid- und Vpulse-Baureihe. Halle 6 am Stand F66.

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Die Vgrind 340S von Vollmer ist eins der drei präsentierten Maschinenhighlights in Halle 6 am Stand F66, der EMO Hannover 2019. Sie wurde von den Vollmer-Experten speziell für die Produktion und das präzise Nachschärfen von filigranen Hartmetall-Werkzeugen mit Durchmessern zwischen 0,3 und 12,7 mm getrimmt. Erfahren sie noch mehr zu ihr und den anderen schleif- und erodiertechnischen Innovationen...
Die Vgrind 340S von Vollmer ist eins der drei präsentierten Maschinenhighlights in Halle 6 am Stand F66, der EMO Hannover 2019. Sie wurde von den Vollmer-Experten speziell für die Produktion und das präzise Nachschärfen von filigranen Hartmetall-Werkzeugen mit Durchmessern zwischen 0,3 und 12,7 mm getrimmt. Erfahren sie noch mehr zu ihr und den anderen schleif- und erodiertechnischen Innovationen...
(Bild: Vollmer)

Der dreifaltige Präsentationsreigen beginnt mit der Schleifmaschine Vgrind 340S, die Vollmer erstmals präsentiert, wie es heißt. Damit lassen sich Hartmetallwerkzeuge auch im kleinen Durchmesserbereich zwischen 0,3 und 12,7 mm sehr effizient bearbeiten. Diese Art dünner Bohrer und Fräser komme vor allem im Automobilbau, in der Elektronikindustrie oder der Medizintechnik zum Einsatz, wie Vollmer erklärt. Dort seien zunehmend kompaktere Produkte zu fertigen, deren Komponenten aus Metall- oder Verbundwerkstoffen mit kleinsten Werkzeugen bearbeitet werden müssten. Speziell die Elektronikkomponenten oder medizinischen Geräte rufen, wie Vollmer sagt, nach immer filigraneren Zerspanungswerkzeugen.

Verschleißfreie Bewegungsdynamik

Die Schleifmaschine Vgrind 340S eigne sich nicht nur für die Fertigung von rotationssymmetrischen Werkzeugen, sondern auch zum Nachschärfen derselben. Dabei setzt die Vollmer-Maschine auf Bewährtes aus der Vgrind-Familie: zwei vertikal angeordnete Spindeln für unterschiedliche Schleifscheibensätze, wodurch sich Nebenzeiten reduzieren lassen und fünf aufeinander abgestimmte CNC-Achsen, die eine Interpolation mit kurzen Fahrwegen der Linear- und Rotationsachsen erzielen, was in Folge die Hauptzeiten senkt, so Vollmer. Erstmals seien außer den Rotationsachsen auch die Linearachsen als Direktantriebe (Linearantriebe) ausgelegt. Im Gegensatz zum Kugelgewindetrieb arbeiten sie berührungsfrei und verschleißen deshalb nicht. Auch ist die Maschine mit einer speziellen Schaftlünette ausgestattet, die den Rundlauf des Werkstücks im Bereich von ± 3 µm sicherstellt. Optional ist auch eine Stützlünette für längere Bohrwerkzeuge erhältlich.

Bis zu 900 Werkzeuge mannlos einsetzbar

Mithilfe der bestehenden und intuitive bedienbaren Software Numrotoplus lässt sich die Werkzeugfertigung in 3D simulieren und im Vorfeld eine Kollisionsüberwachung durchführen. Das höhenverstellbare und schwenkbare Touchscreen-Bedienpult und die großzügige Einsicht in die Bearbeitungsräume sorgten für bedientechnische Ergonomie.

Zu den Optionen in Sachen Automatisierung zählen das Palettenmagazin HP 160 oder der Freiarmroboter HPR 250, die den mannlosen Einsatz von maximal 900 Werkzeugen mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern – rund um die Uhr aufrechterhalten, sagt Vollmer. Für die Schleifscheiben ist die Vgrind 340S mit einem auswechselbaren Abrichter ausgestattet, der die präzisen Rund- und Planläufe der Scheibenpakete sichert.

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Aufrauheinheit sichert Abrasionsfähigkeit

Ein optionaler Taster erlaubt die Schleifscheibenvermessung in der Maschine und die Möglichkeit, das integrierte Greifersystem bei Bedarf immer wieder zu kalibrieren, so Vollmer. Eine Aufrauheinheit übernimmt das „Öffnen“ des Schleifbelages während der Produktion. Zu allem dazu, lassen sich nicht nur Schleifscheibensätze automatisch wechseln sondern auch deren Kühlmitteldüsen.

„Die Bearbeitung von kleinen Werkzeugdurchmessern erfordert viel Fingerspitzengefühl, das wir jetzt durch digitale und mechanische Lösungen unterstützen können. Die Ansteuerung über fünf CNC-Achsen sowie der Einsatz von Stützlünetten garantieren Präzision im unteren einstelligen Mikrometerbereich“, betont Dr. Stefan Brand, Geschäftsführer der Vollmer Gruppe.

Herrscherin über Schliff und Erosion

Mit der Vhybrid 360 von Vollmer können Hartmetall- und PKD-Werkzeuge, wie Bohrer, Fräser oder Reibahlen kombiniert in einer Aufspannung geschliffen und erodiert werden. Die konzeptionelle Basis der Vhybrid 360 ist die Mehr-Ebenen-Bearbeitung, die über zwei vertikal angeordnete Spindeln erreicht wird, wie Vollmer erklärt. Die bereits etablierte Vgrind-Schleifmaschinentechnik liefere dafür die Voraussetzung. Bei der Vhybrid 360 lässt sich die untere Spindel sowohl zum Schleifen als auch zum Erodieren nutzen, so Vollmer. Die obere Spindel ist aber ausschließlich für das Schleifen reserviert.

Exakte Schleif- und Erodierergebnisse genießen

Aus der Erodierwelt fließe das Wissen ein, das Vollmer seit über 30 Jahren in puncto Draht- und Scheibenerodieren mit verschiedenen Systemen gesammelt habe. Bei diesem Newcomer ist der Erodiergenerator Vpulse EDM, die Grundlage und das Herzstück des Erfolgs, heißt es. Was das Schleifen betrifft, so sorgt das zukunftsweisende Maschinenkonzept der bestehenden Vgrind-Baureihe für hohe Präzision in der Werkzeugbearbeitung, denn beide Spindeln der Vhybrid 360 sind vertikal im Drehpunkt der C-Achse angebracht, woraus sich eine hohe Profilgenauigkeit und exakte Schleif- und Erodierprozesse ergeben, verspricht der Hersteller. Auch ließen sich die Hauptzeiten bei der Werkzeugbearbeitung durch verkürzte Fahrwege der Linearachsen sowie durch die, wie es heißt, einzigartige Spindelanordnung deutlich reduzieren.

Leicht bedienbarer Dauerläufer

Die mannlose Bearbeitung ohne Pause erreicht der Anwender mithilfe verschiedener Automatisierungsoptionen für die Vhybrid 360: das Kettenmagazin HC4 kann etwa bis zu 39 Hohlschaftkegel-Werkzeuge (HSK-A63) aufnehmen und es lassen sich bis zu acht Schleif- und Erodierscheiben inklusive Kühlmittelzufuhr voll automatisiert wechseln, die bei der neuen Anlage, wie Vollmer anmerkt, erstmals über den neu entwickelten Vollmer-Werkzeugmanager verwaltet werden. Mit ihm könnten die Maschinenbediener die Schleif- und Elektrodensätze intuitiv und einfach per Drag-and-Drop auswählen.

Die Bedienung der kombinierten Schleif- und Erodiermaschine setzt auf das bewährte Vollmer-Bedienpultkonzept mit höhenverstellbarem und schwenkbarem Touchscreen. Die Schleif- oder Erodierprozesse werden dabei über die Software Exlevel PRO 3D programmiert, simuliert und überwacht. Mit dem Vollmer-Multifunktions-Handrad lassen sich die Achsen anwählen und verfahren. Darüber hinaus verfügt die Maschine über einen Abrichter für Rotationselektroden und einen integrierten Scheibentaster, der die hochgenaue Vermessung der Schleif- und Erodierscheibenpakete im Prozess übernimmt, wie es weiter heißt.

Egal ob Hartmetall- oder Diamantwerkzeug

Dr. Brand zu diesem System: „Werkzeughersteller sind heute oft Entwicklungspartner ihrer Kunden und in der Planungsphase des Werkzeugs von Anfang an dabei, um eine effiziente Zerspanung verschiedenster Materialien zu erzielen.“ Und egal ob Hartmetall- oder Diamantwerkzeuge gefragt seien, die Vhybrid 360 garantiere aufgrund ihrer hybriden Fertigungsprozesse die präzise Bearbeitung diverser Rotationswerkzeuge.

Metallgebundene Diamantschleifscheiben erosiv abrichten

Das Abrichten von metallisch gebundenen Diamantschleifscheiben entscheidet über deren Abtragsleistung und Standzeit, so Vollmer. Bei mechanischen Abrichtverfahren verlieren die Diamantkörner zum Teil ihre Schärfe und brechen leicht aus, heißt es weiter. Daraus resultiere ein nur mäßiger Kornüberstand, welcher es der metallisch gebundenen Schleifscheibe nicht erlaube, in ihrem optimalen Arbeitspunkt eingesetzt zu werden. Die Lösung des berührungslosen Funkenerodierens erhält Struktur und Haltekraft der Diamantkörner, betont Vollmer. Der Biberacher Schärfspezialist zeigt auf der Messe nun erstmals seine Drahterodiermaschine Vpulse 500, die mit Zusatzfunktionen ausgestattet ist, um Diamantschleifscheiben erosiv abzurichten. Ein weiterer Vorteil dieses Vollmer-Ansatzes ist, dass durch den Einsatz eines Dielektrikums auf Kohlenwasserstoffbasis, die Spannsysteme der Scheibenpakete vor Korrosion geschützt werden.

Optimale Scheibentopografie im Mikrometerbereich

Mit einer speziellen Verfahrenstechnik und eigens entwickelten Erodierparametern ist es den Biberachern nach eigenen Angaben gelungen problemtechnisch quasi alle Fliegen mit einer Klappe zu schlagen. Der abgestimmte Erodierprozess trage den metallischen Binder rund um das elektrisch nichtleitende Diamantkorn ab. Dabei entstehe eine optimale Topografie am Schleifbelag. Im Einzelnen gehören ein hoher Kornüberstand sowie nicht vorgeschädigte Diamantkörner bei hoher Kornhaltekraft zu den Vorteilen. Die erzielte Konturgenauigkeit liegt je nach Binder und Korngröße bei ± 2 µm, betont Vollmer.

Längere Standzeit durch Offenporige Oberfläche

Wegen des Dielektrikums auf Kohlenwasserstoff-Basis müssen außerdem die Spannsysteme und Schleifscheibenpakete nicht gegen Korrosion geschützt werden, gibt Vollmer zu bedenken. Über die Fünf-Achskinematik misst und erodiert die VPulse 500 jede Diamantschleifscheibe automatisch. Dank des feinen Erodierdrahts lassen sich selbst komplexe Geometrien auf der Schleifscheibe in einer Aufspannung bearbeiten, merkt Vollmer an. Interne Tests mit der Vpulse 500 haben ergeben, dass sich im Vergleich zu mechanischen Verfahren die Standzeiten von metallisch gebundenen Schleifscheiben signifikant steigern lassen, weil sie besser gekühlt werden. Darüber hinaus verbessert sich aufgrund der offenporigen Schleifscheibe mit Kornfreistand die Abtragsleistung deutlich. Und mit der Vpulse 500 kann man das Abrichten der Schleifscheiben frei programmieren. Optional können vier unterschiedlichen Werkstückspeichern integriert werden, wodurch sich bis zu 68 Schleifscheibenpakete mannlos und rund um die Uhr bearbeiten lassen, so Dr. Brand.

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