Vibrationsfrei Innendrehen mit schwingungsgedämpfter Bohrstange - Ingersoll Werkzeuge
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ANWENDERBERICHT Bild 1: Bearbeitungssituation bei der Innenbearbeitung einer Hohlwelle aus hochfester Alu-Knetlegierung und dem Innendrehen einer 300 mm langen Bohrung mit Ingersoll T-Absorber Bohrstange Vibrationsfrei Innendrehen mit schwingungsgedämpfter Bohrstange Die Bearbeitung einer Hohlwelle mit 300 mm tiefer Bohrung stellte eine große He- rausforderung für die Produktionsplanung bei der Firma ZTS-Zerspanungstechnik Stadler im bayerischen Grafenau dar. Mit Hilfe und Unterstützung durch Simon Dotzler (Ingersoll Beratung und Verkauf) und dem Einsatz einer schwingungsge- dämpften Bohrstange der T-Absorber-Serie, konnte die Hohlwelle noch am glei- chen Tag der telefonischen Nachfrage um Anwendungsunterstützung ratterfrei bearbeitet werden. Die Firma ZTS-Zerspanungstechnik den im Sondermaschinenbau und Dank der Zufriedenheit der Kunden Stadler ist ein junges und sehr mo- Werkzeugbau, aber auch Unterneh- können immer mehr Wiederholauf- dernes Unternehmen. Gegründet men aus dem Schweißmaschinen- träge gefertigt werden, bei denen im Jahre 1992 durch den Namens- bau und Hersteller von Bedruckma- sowohl Know-how als auch evtl. geber Johann Stadler, hat man schinen und Stanzmaschinen zäh- Vorrichtungen vorhanden sind. sich als Spezialist für die spanab- len zu den Stammkunden. Im Jahre 2017 suchte der Gründer hebende Bearbeitung im Fräs- und Überwiegend werden Einzelteile, des Unternehmens, Johann Stadler, Drehbereich etabliert. Der Standort sowie Kleinserien gefertigt. einen Nachfolger. Es wurden gleich Bayerischer Wald war von Beginn Bearbeitet werden Bauteile aus NE- zwei und seit dem 01.07.2017 lei- an eine Herausforderung, sich am Metallen, Qualitäts- und Edelstäh- ten Christoph Jobst und Julian Lei- Markt zu behaupten. len, hochlegierten Sonderstählen kam als Geschäftsführer das von Beliefert werden in erster Linie Kun- und Kunststoffen. Johann Stadler übernommene Un- 6 DREHTEIL + DREHMASCHINE 1/2020 www.fachverlag-moeller.de
ANWENDERBERICHT Bild 2: eingebracht werden. Das Bild zeigt die Die Bearbeitung konnte leider mit Oberfläche der bear- den im Hause ZTS-Zerspanungs- beiteten Bohrung. Die geforderte Oberflä- technik Stadler GmbH vorhan- chengüte von Rz 16 denen Werkzeugen nicht durchge- wurde durch den vi- führt werden. Die Oberfläche der brationsfreien Schnitt Bohrung wies extreme Rattermar- der Spezialbohrstan- ken auf. Auch der Test verschie- ge mehr als erreicht dener weiterer Bohrstangen konnte keine Verbesserung schaffen. Christoph Jobst (Geschäftsführer ZTS-Zerspanungstechnik Stadler) wandte sich daraufhin telefonisch an Simon Dotzler (Ingersoll Bera- ternehmen. Der neue, frische Wind gearbeiteten Teilen, sowie höchste tung und Verkauf), mit der Bitte um scheint dem jungen Unternehmen Qualität und Effizienz in der Fer- Unterstützung bei diesem Zerspa- zusätzlichen Schwung verliehen zu tigung“ sind also alle Vorausset- nungsproblem. haben, denn seit dieser Zeit hat sich zungen gegeben. Das Ergebnis dieses Telefonates der Mitarbeiterstamm verdoppelt Der Einsatz von Ingersoll Werkzeu- war, dass S. Dotzler (Ingersoll) und der Umsatz verdreifacht. gen hat vor etwa 9 Jahren mit den C. Jobst mitteilen konnte, dass er Natürlich ist auch der Maschi- Hochvorschubfräsern der HiFeed- eine geeignete Bohrstange im Kof- nenpark gewachsen. Er besteht Mini-Serie begonnen. Diese Frä- ferraum seines Autos hätte und er beim Fräsen aus modernen 3 bzw. ser konnten damals durch Redu- noch am selben Tag nach Grafenau 5-Achs MAZAK-Bearbeitungszen- zierung der Bearbeitungszeit und zur Firma ZTS-Zerspanungstechnik tren, und auch für die Drehbearbei- einem besonders ruhigem Fräsver- Stadler kommen werde, um diese tung stehen leistungsfähige Dreh- halten überzeugen. einzusetzen. maschinen des gleichen Herstellers Aus dieser positiven Erfahrung he- Einsatz der T-Absorber zur Verfügung. raus wurden auch in den Folgejah- Bohrstangen Weiterhin sind neuere Maschinen ren Ingersoll-Produkte für viele Be- für das Schleifen, Sägen, Laser- arbeitungen eingesetzt. Die Firma ZTS-Zerspanungstech- Beschriften und Vermessen in den Zu Beginn des Jahres 2019 stand nik in Grafenau hatte die Bear- letzten Jahren dazu addiert worden. die Bearbeitung einer Hohlwelle aus beitung von 5 Lagergehäusen in Zur Erfüllung des Unterneh- hochfestem Aluminium an. In die- Auftrag. Hierbei handelte es sich menszieles: ses Werkstück sollte mit einer Bohr- im Rohzustand um Stangenma- „Schnelle, termingerechte und kos- stange eine Bohrung von 90 mm terial aus einer Alu-Knetlegierung tengünstige Lieferung von präzise Durchmesser und 300 mm Tiefe (AlZnMgCu1,5). Das Werkstück hat- te eine vorbearbeitete Bohrung von 50 mm Durchmesser, diese muss- te auf 90 mm Durchmesser ausge- dreht werden, und zwar auf eine Tiefe von 300 mm. Die Bearbeitung war geplant auf einer Mazak Quick Turn 250MY. Die Bearbeitung mit konventio- nellen Bohrstangen war mehrfach gescheitert, da die notwendige Bild 3: Die Herren Julian Leikam (Ge- schäftsführer ZTS-Zerspanungs- technik Stadler GmbH), Simon Dotzler (Ingersoll Beratung und Verkauf) und Christoph Jobst (ZTS-Zerspanungstechnik Stadler GmbH) (von links) freuen sich zu recht gemeinsam über die erfolg- reiche Bearbeitung der Hohlwelle 8 DREHTEIL + DREHMASCHINE 1/2020 www.fachverlag-moeller.de
ANWENDERBERICHT Bild 4: Julian Leikam und Christoph Jobst (beide sind Geschäftsführer der ZTS- Zerspanungstechnik Stadler GmbH) besprechen mit Simon Dotzler (Ingersoll Beratung und Verkauf) den Werkzeugeinsatz für ein neu an- stehendes Bearbeitungsprojekt Bild 5 (unten): Die schwingungsgedämpften Werk- zeuge der T-Absorber-Serie kön- nen mit einer Vielzahl von Dreh- köpfen ausgestattet werden, die wiederum mit einer großen Aus- wahl an Wendeschneidplatten für unterschiedlichste Anwen- dungen bestückt werden können Bauteilspannung und die Auskrag- länge die bei der Innenbearbeitung auftretende Schwingungen noch verstärkte. Für die Bearbeitung mit der Inger- soll T-Absorber-Bohrstange wur- de eine Schnittgeschwindigkeit von 350 m/min gewählt. Bei einer Schnitttiefe von 1,5 mm und einem Umdrehungsvorschub von 0,5 mm/U konnten die vorher- gehenden Schwingungen komplett eliminiert werden. Rattermarken waren verschwunden und die geforderte Oberflächen- güte wurde deutlich übertroffen. Die fünf zu bearbeitenden Werk- stücke wurden noch am gleichen Tag bearbeitet und die Testbohr- stange natürlich von der Firma ZTS- „Ich bin sowieso alle vier bis fünf Ein ungünstiges Längen-Durch- Zerspanungstechnik Stadler GmbH Wochen im Hause – oder auch, messer-Verhältnis der durch Boh- übernommen. wenn es brennt“, war die zustim- rung und Werkstück vorgegebenen „Dieses Produkt hat uns mal wieder mende Reaktion von Simon Dotzler. Bohrstange, kann schnell zu Vibra- total überzeugt“, war die prompte tionsproblemen führen. Reaktion von Christoph Jobst (Ge- Schwingungsgedämpfte Mit der Serie T-Absorber bietet In- schäftsführer ZTS-Zerspanungs- Bohrstangen gersoll Werkzeuge GmbH eine technik Stadler GmbH) auf den ge- komplette Serie schwingungsge- meinsamen Zerspanungstest. Das Innendrehen von Werkstücken dämpfter Bohrstangen für große Aufgrund dieses sehr positiven Ein- gehört zu den gängigsten Dreh- L/D-Verhältnisse an. satzes haben die jungen Geschäfts- verfahren in der zerspanenden In- Ebenso eine umfangreiche Auswahl führer bei ZTS-Zerspanungstech- dustrie. Im Gegensatz zum Außen- an hochwertigen Innenbohrstangen nik Stadler GmbH beschlossen, drehen wird beim Innendrehen die um das gesamte Spektrum der In- bei zukünftigen Planungen für neue Wahl des Werkzeuges durch den nenbearbeitung abzudecken. Bauteile auch, wenn zeitlich mög- Bearbeitungsdurchmesser (Bohr- Je nach vorgegebenem L/D-Ver- lich, die Expertise von Simon Dotz- durchmesser) und die Länge des hältnis der zu bearbeitenden Boh- ler einzuholen. Bauteiles bestimmt. rung kommen unterschiedliche 10 DREHTEIL + DREHMASCHINE 1/2020 www.fachverlag-moeller.de
Bohrstangen zum Einsatz. zierung von Schwingungen. Der Bei einem maximalen Längen- Dämpfungsmechanismus wird bei Durchmesser-Verhältnis der Bohr- der Bearbeitung mit großen Über- stangen von 4xD werden in der hängen aktiviert und wirkt Schwin- Regel Bohrstangen aus Werkzeug- gungen entgegen. stahl angewendet. Es ist möglich, die schwingungsge- Bohrstangen mit einem Längen- dämpften Werkzeuge der T-Absor- Durchmesser-Verhältnis über 4xD ber-Serie mit einer Vielzahl von In- bis etwa 6xD werden mit Vollhart- nendrehköpfen auszustatten. Diese metallschaft gefertigt. Köpfe werden dann wiederum mit Ein noch ungünstigeres Län- einer großen Auswahl an Wende- gen-Durchmesser-Verhältnis der schneidplatten bestückt, so dass benötig ten Bohrstange ist nur für fast alle Anwendungsfälle die durch einen schwingungsgedämpf- richtige Kombination zur Verfügung ten Bohrschaft zu realisieren, wie er steht. auch hier in dem vorliegenden Bear- Die ideale Geometrie der Wende- beitungsfall zum Einsatz kam. schneidplatte ist in Bezug auf die Schwingungsdämpfung ebenso Ingersoll T-Absorber wichtig wie die passende Auswahl schwingungsgedämpfte der Bohrstange. Bohrstangen Zur Minimierung der Vibrationsnei- sind spezielle Bohrstangensysteme gung wählen sie bitte: mit „aktiver“ Schwingungsdämp- • einen großen Einstellwinkel und fung. Die Bohrstangen der T-Absor- einen positiven Spanwinkel ber-Serie sind so konzipiert, dass • kleine Eckenradien und kleine sie bei Bearbeitungen mit groß- Spitzenwinkel en Überhängen von 7xD bis 14xD • Schneidplatten mit positiver Schwingungen erheblich verringern Makrogeometrie oder sogar komplett eliminieren. • Schnitttiefe größer als Ecken- Im Innern dieser Werkzeuge sitzt ein radius spezieller Dämpfungsmechanis- Die neuen T-Absorber schwin- mus, bestehend aus einem Schwer- gungsgedämpften Bohrstangen metallgewicht, das von einem mit von Ingersoll sind mit innerer Kühl- Öl gefülltem Gummifederelement mittelzufuhr ausgestattet und bie- getragen wird, um den benötigten ten folgende Vorteile: Dämpfungseffekt nochmals zu er- • prozesssichere Bearbeitungen höhen. • höhere Produktivität Darüber hinaus enthält das Sys- • optimale Oberflächenqualität tem weitere Elemente zur Redu- • reduzierte Kosten Bild 6a und Bild 6b: Für die erfolgreiche schwingungsarme Innenbearbeitung von tiefen Innenbohrungen ist die richtige Wendeschneidplattengeometrie ebenso wichtig, wie eine aktiv schwingungsgedämpfte Bohrstange. Tangentiale Schnittkräfte müssen durch die gewählte Form von Schneide und Nebenschnei- de weitgehend reduziert werden (Bilder: Ingersoll Werkzeuge GmbH, Haiger) www.fachverlag-moeller.de WIN048_AZ_GS93_drehteil+dreh_60x260mm_171128_NE.indd11 DREHTEIL + DREHMASCHINE 1/2020 28.11.17 1 10:49
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