Neues Genauigkeitsbohrwerk KG vereint Präzision und Flexibilität

Lücke zwischen klassischem Bohrwerk und Lehrenbohrwerk geschlossen

UnionChemnitz hat ein neues Genauigkeitsbohrwerk (KG) entwickelt. Die KG schließt die Lücke zwischen einem konventionellen Bohrwerk und einem Lehrenbohrwerk – sowohl in punkto Genauigkeit als auch in punkto Preis-Leistungsverhältnis. Ihre Bearbeitungsgenauigkeiten sind signifikant höher als die eines klassischen Bohrwerkes, sie bietet jedoch erheblich mehr Freiheitsgrade.

Anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben erfordern die Einhaltung engster Toleranzen. Viele Unternehmen haben Schwierigkeiten, diese mit ihren klassischen Bohrwerken einzuhalten. Deshalb hat UnionChemnitz ein Bohrwerk entwickelt, das die Vorteile einer herkömmlichen Maschine mit denen eines Lehrenbohrwerkes vereint. Das Genauigkeitsbohrwerk KG basiert auf der bewährten Kreuzbett-Maschinenserie von UnionChemnitz. Diese bietet konstruktiv die besten Voraussetzungen für hochgenaue Bearbeitungsergebnisse. Durch viele Detailoptimierungen und ein spezielles Thermomanagement erreicht die KG ein neues Bearbeitungslevel. "Wir erschließen mit dieser Maschine ein neues Marktsegment", so Dr. Benedikt Sitte, Geschäftsführer von UnionChemnitz.

Die herausragende Präzision sowohl in Bezug auf Positionsgenauigkeit als auch in Bezug auf geometrische Genauigkeit wird durch eine optimierte Verrippung von Maschinenbett und -ständer für größere Steifigkeit erzielt, sowie durch Linearführungen der höchsten Genauigkeitsklassen und handgeschabte Führungsbahnen. Die erhöhte Tischstabilität (GGG50) ermöglicht ebenso wie die präzisionsgeschliffene Tisch­oberfläche die Bearbeitung anspruchsvollster Werkstücke. Darüber hinaus kommen hochgenaue Messsysteme in allen Maschinenachsen zum Einsatz.

Für die ausgezeichnete thermische Stabilität der Maschine wurden verschiedene Optimierungsmaßnahmen durchgeführt. Ein Beispiel ist die Längenkompensation der Bohrspindel. Das verbesserte Temperaturmanagement beinhaltet außerdem ein Kühlmittelaggregat mit Heiz- und Kühleinrichtung, eine temperaturgeführte Getrie­beölkühlung sowie wassergekühlte Hauptspindel- und Y-Achsenantriebe.

Das Genauigkeitsbohrwerk arbeitet mit Toleranzen von weniger als 10 µ/2.500 mm in Bezug auf Geradheit und weniger als 8 µ/m2 in Bezug auf Ebenheit. Gleichzeitig ist die KG dank der Bohrspindel, die Bearbeitungen tief im Inneren des Werkstückes ermöglicht, extrem flexibel. Im Vergleich zu einem Lehrenbohrwerk bietet die KG deutlich größere Freiheitsgrade und dadurch ein breiteres Anwendungsfeld. Trotzdem liegen die Investitionskosten im Vergleich zum Lehrenbohrwerk signifikant niedriger.

Nachgewiesene Präzision: Herstellung von Getriebegehäusen

Thorsten Mehlhorn, Geschäftsführer von RSGetriebe, entschied sich für eine Investition in das Genauigkeitsbohrwerk. Der Sondergetriebehersteller aus Sonthofen stand vor einer Herausforderung, die viele Anwender kennen: "Die von uns geforderten Genauigkeiten konnten auf einem normalen Bohrwerk nicht erreicht werden. Ein Lehrenbohrwerk kam als Alternative für uns nicht in Frage – zum einen aufgrund der unverhältnismäßig hohen Investitionskosten und zum anderen aufgrund der fehlenden Freiheitsgrade", erklärt Thorsten Mehlhorn.

Stattdessen suchte der Geschäftsführer nach einer Alternative und stieß auf das von UnionChemnitz entwickelte Genauigkeitsbohrwerk. Präzision ist ein entscheidender Qualitätsfaktor für die Produkte von RSGetriebe: Das Unternehmen ist ein Spezialist für die Herstellung qualitativ hochwertiger Sondergetriebe für viele verschiedene Branchen. Die maßgeschneiderten Hochleistungsgetriebe kommen unter anderem bei führenden Unternehmen in der Plastik- und Werkzeugmaschinenindustrie und bei Prüfstandsgetrieben in der Automobilindustrie zum Einsatz.

RSGetriebe entschied sich für eine Investition in eine neue Großwerkzeugmaschine, um seine Fertigungstiefe zu erhöhen. Die Fertigungsmöglichkeiten sollten ausgebaut und der Zukauf von Komponenten reduziert werden. Schnell stellte sich allerdings heraus, dass ein konventionelles Bohrwerk den Anforderungen bei RSGetriebe nicht genügen würde. "Neben der Größe der zu bearbeitenden Werkstücke und der erforderlichen Zerspanungsleistung war besonders die Flexibilität ein wichtiger Faktor. Zum einen sollte ein möglichst großes Spektrum an Werkstücken bearbeitet werden können – neben Fräsaggregaten auch sämtliche Getriebegehäuse. Wir benötigten zum anderen aber auch erhöhte Genauigkeiten explizit für die Fräskopfproduktion", berichtet Geschäftsführer Thorsten Mehlhorn. Die Werkstücke müssen teilweise mit einer Genauigkeit von unter 0,005 mm bearbeitet werden, was die Parallelität und Koaxialität von Flächen und Bohrungen betrifft. "Auf einem herkömmlichen Bohrwerk sind die von uns geforderten Genauigkeiten – ohne eine entsprechende Messstrategie – nicht herstellbar", erklärt Thorsten Mehlhorn. "Die KG dagegen erreicht diese Genauigkeiten zuverlässig und ersparte uns die Investition in ein teures Lehrenbohrwerk."

Die KG mit einem Spindeldurchmesser von 125 mm bearbeitet selbst anspruchsvollste Werkstücke mit wiederholbarer Präzision. Das neue Genauigkeitsbohrwerk wurde 2015 bei RSGetriebe in Betrieb genommen. Seitdem demonstriert es eindrucksvoll seine herausragende Genauigkeit und Zuverlässigkeit in der Bearbeitung von Gehäusen von Fräsaggregaten für Bohrwerke sowie sämtlicher Arten von Getriebegehäusen des Sondergetriebeherstellers. Getriebegehäuse mit Volumen zwischen 1,5 und 2 m3 und Gewichten bis 6 t können nun problemlos bearbeitet werden.

Eine zusätzliche Herausforderung, die bei RSGetriebe an das Bohrwerk gestellt wird, ist der Mix aus unterschiedlichen Werkstoffen, die bearbeitet werden müssen. Dementsprechend stattete UnionChemnitz das Genauigkeitsbohrwerk mit Möglichkeiten zur Nass- und Trockenbearbeitung aus. "Mit diesen beiden Bearbeitungsmodi können auf der Maschine sowohl Stahl- als auch Gusskörper bearbeitet werden, was die Einsatzmöglichkeiten der Maschine stark verbreitert", sagt Thorsten Mehlhorn.

Um gleichbleibende Temperaturen bei der Bearbeitung sicherzustellen, wurde das Genauigkeitsbohrwerk mit einer klimatisierten Umhausung mit Dach und Absaugung ausgestattet. So herrschen selbst bei großen Temperaturschwankungen in der Produktionshalle konstante Bearbeitungsbedingungen. Innerhalb der Klimaumhausung ist die Bedienbühne platziert. "Von hier aus ist der Arbeitsbereich gut zugänglich und der gesamte Prozess manuell überwachbar. Das ist ein echter Vorteil für unsere Bediener im Arbeitsalltag", so der Geschäftsführer.

Da Effizienz ein wichtiger Faktor in der Getriebeherstellung ist, wurde eine Pick-up-Station für Wechselköpfe integriert. Ein Werkzeugwechsler bietet Platz für 60 Werkzeuge. RSGetriebe Geschäftsführer Thorsten Mehlhorn ist überzeugt: "Durch die Pick-up-Station, den automatischen Werkzeugwechsler und auch die verschiedenen Fräsaggregate konnten wir die Prozesszeiten klar verkürzen".

Durch das Genauigkeitsbohrwerk konnte die Fertigungstiefe noch einmal erhöht werden. "Wir müssen weniger Komponenten zukaufen. Darüber hinaus haben wir die Qualität unserer Werkstücke deutlich erhöht und gleichzeitig die Stückkosten reduziert. Durch die hohen Freiheitsgrade der Bearbeitung konnten wir die Nebenzeiten stark verbessern", sagt Thorsten Mehlhorn. Sein Fazit fällt dementsprechend positiv aus: "Die Baureihe KG von UnionChemnitz ist mit ihren erhöhten Genauigkeiten eine preislich absolut interessante Investition im Vergleich zu einem Lehrenbohrwerk. Die Genauigkeiten der Maschinen sind annähernd identisch bei deutlich mehr Freiheitsgraden und größeren Verfahrwegen".

Technische Daten: KCG 125 im Einsatz bei RSGetriebe

Verfahrwege:  
X-Achse mm
2.000
Y-Achse mm
1.600
Z-Achse mm
1.500
W-Achse mm
550
Tisch  
Tischgröße mm
1.000 x 1.250
Tischbelastung t
6
Bohrspindel  
Leistung kW
31
Bohrspindeldurchmesser mm
125
Werkzeug  
Werkzeugwechlser Plätze
60

Positionsgenauigkeit: (Toleranzen gemäß VDI / DGQ 3441, Gültigkeit nur in klimatisierter Umgebung)

Positionsunsicherheit Plinear µm
< 8
Positionsstreubreite Psmaxlinear µm
< 6
Umkehrspanne Umaxlinear µm
< 3
Positionsabweichung Palinear µm
< 4
Positionsunsicherheit Prot arcsec
< 8
Positionsstreubreite Psmaxrot arcsec
< 5
Umkehrspanne Umaxrot arcsec
< 4
Positionsabweichung Parot arcsec
< 6
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