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-
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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
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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
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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)
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