Fachartikel: Vibrationen bei Zerspanprozessen sicher dämpfen

Schwingungen wirken sich negativ auf den gesamten Zerspanungsprozess aus. Walter hat für langauskragende Werkzeuge patentierte schwingungsdämpfende Aufnahmen entwickelt, die Vibrationen bei Dreh- und Fräsbearbeitungen zuverlässig reduzieren.
Die Bohrstangen Walter Accure·tec A3000 eignen sich zum wirtschaftlichen Innenausdrehen mit langauskragenden Werkzeugen bis 10xD.
Die Bohrstangen Walter Accure·tec A3000 eignen sich zum wirtschaftlichen Innenausdrehen mit langauskragenden Werkzeugen bis 10xD. Bild: Walter AG

Insbesondere bei teuren Bauteilen gilt es, präzise und schnell zu arbeiten. Vibrationen stellen dabei ein großes Hindernis dar. Sie verursachen eine sichtbar schlechtere Oberflächenqualität und Gratbildung – geforderte Toleranzen werden nicht erreicht. Zudem kommen die Schwingungen auch am Werkzeug und an der Maschine an: Das kann zu Ausbrüchen an der Schneidkante oder sogar einem Bruch der Wendeschneidplatte führen und die Lebensdauer der Maschinenspindel verkürzen.

Je länger eine Bohrstange, desto höher ist die vorne am Werkzeug ankommende Vibration. Beim Ausdrehen von Bohrungen kann üblicherweise bis zu einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 4×D mit klassischen Stahlbohrstangen zerspant werden. Für mehr Stabilität sorgen Bohrstangen aus Vollhartmetall, aber auch sie stoßen ab 6×D an ihre Grenzen. Zu starke Vibrationen reduzieren die Produktivität und erhöhen letztlich die Stückkosten, denn für eine prozesssichere Bearbeitung müssen dann Schnittgeschwindigkeit und -tiefe sowie Vorschub reduziert werden.

„Eine Möglichkeit, ein Zerspanungssystem stabiler gegen Vibration zu gestalten, besteht darin, das Werkzeug im Durchmesser zu vergrößern: Wird z.B. eine Bohrstange mit 16mm Durchmesser von 1×D auf 2×D verlängert, wird die Auslenkung 8-mal so groß. Verändert man bei gleicher Länge den Durchmesser, etwa von 40 auf 20mm, wird der Auslenkungsfaktor am Schneidkopf 16-mal größer. Der Effekt ist doppelt so groß gegenüber einer Verdopplung der Länge“, erläutert Gerd Kussmaul, Global Produktmanager Turning bei Walter. „Nach dieser Rechnung müsste man einfach den Durchmesser der Bohrstange vergrößern – in der Praxis ist das aber meist nicht möglich, weil der Werkstück-Innendurchmesser den begrenzenden Faktor darstellt.“

Schwingungsdämpfende Aufnahmen

„Unsere neue Technologie zur Schwingungsdämpfung heißt ‚Accure·tec‘ (engl. accurate = genau) – und genau das ist bei uns Programm: Präzision, Verlässlichkeit, Wiederholgenauigkeit“, so Ralf Bopp, Produktmanager Aufnahmen bei Walter. „Wir bieten unseren Kunden ein besonders großes Angebot an schwingungsgedämpften Aufnahmen, sowohl für Fräs- als auch Drehbearbeitungen. Damit das System vielseitig einsetzbar ist, decken wir zahlreiche Maschinenschnittstellen ab. Unser Antivibrationsprogramm wird in den nächsten Monaten zudem laufend ausgebaut, ab September 2020 kommen weitere Durchmesserbereiche dazu und auch Lösungen für schwingungsgedämpftes Gewindedrehen.“

>>Vibrationen im Griff mit schwingungsgedämpften Aufnahmen von Walter<<

Nicht nur die Schwingungsdämpfung, auch die Schnittstelle zwischen Bohrstange und Wechselkopf hat Walter innovativ gelöst: Zum Spannen des neuen QuadFit-Wechselkopfes ist nur eine Überwurfmutter erforderlich; es werden keine losen Einbauteile wie Schrauben benötigt. Der Schneidkopf lässt sich einfach in rund 20 Sekunden wechseln – so lassen sich unproduktive Nebenzeiten deutlich verkürzen. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei ±2µm, das sorgt für hohe Präzision. Für eine optimale Spanabfuhr sind die Wechselköpfe mit einer Innenkühlung ausgestattet.

Bohrstangen zum Drehen

Beim Drehen eignen sich die neuen Bohrstangen Accure·tec A3000 in einem breiten Anwendungsfenster besonders bei der Bearbeitung von tiefen Bohrungen, etwa beim Innenausdrehen oder Kopierdrehen. Beim Drehen von H7-Passungen oder beim Innenausdrehen von Generatorwellen mit Rz 6,3µm haben sie sich bereits bewährt. Die Aufnahmen von Walter sind für den Einsatz von 6×D bis 10×D entwickelt. Diese Operationen lassen sich ohne schwingungsgedämpfte Aufnahme nicht mehr wirtschaftlich bearbeiten.

Wichtige Einsatzgebiete sind beispielsweise Bauteile für Triebwerke oder Landebeine in der Luft- und Raumfahrt oder für Pumpen in der Öl- und Gasindustrie sowie im Allgemeinen Maschinenbau. Mit den Accure·tec Bohrstangen lässt sich durch die Schwingungsdämpfung bis zu 10-mal schneller arbeiten als mit einer Stahlbohrstange.

Mit dem Dämpfungssystem werden sichtbar bessere Oberflächenergebnisse erzielt.
Mit dem Dämpfungssystem werden sichtbar bessere Oberflächenergebnisse erzielt. Bild: Walter AG

Bei der Innenbearbeitung eines Bauteils für die Öl- und Gasindustrie sorgen die schwingungsgedämpften Aufnahmen (40mm Durchmesser, 8×D) für eine ausgezeichnete Oberfläche sowie eine durchweg hohe Prozesssicherheit (Rz 6,3µm) mit Schnittdaten von Vc: 180m/min; f: 0,3mm; ap: 2,5mm zum Schruppen und Vc: 250m/min; f: 0,12mm; ap: 0,8mm beim Schlichten.

Vibrationsgedämpftes Fräsen

Beim Fräsen mit langen Auskragungen kommen schwingungsgedämpfte Aufnahmen vor allem bei der Bearbeitung von komplexen Werkstücken, beispielsweise mit tiefen Taschen, zum Einsatz. Zielbranchen sind der Werkzeug- und Formenbau, die Luft- und Raumfahrtindustrie, der Allgemeine Maschinenbau sowie die Automobil- und Energieindustrie.

Mit den Fräser-Aufnahmen Accure·tec AC001 lässt sich ein stabiler Prozess bis zu 5×D mit geringer Geräuschentwicklung erzielen. In Labortests bei der Bearbeitung einer Kurbelwelle bewies sich die hohe Produktivität der neuen Technologie: Die erzielbare Schnitttiefe (ap) war beim Eckfräsen mit schwingungsgedämpfter Aufnahme Accure·tec AC001 3-mal höher als bei einer konventionellen Aufnahme. Das Zerspanvolumen lag ebenfalls um den Faktor 3 höher.

Patentiertes Dämpfungssystem: ab Werk voreingestellt

Das Kernstück der Antivibrationstechnologie Walter Accure·tec ist ein Dämpfungssystem im Werkzeugkörper aus Schwermetall. Das patentierte Dämpfungselement ist auf O-Ringen axial und radial elastisch gelagert. Das sorgt für eine maximale Schwingungsdämpfung. Die Dämpfer werden bereits bei den Werkzeugexperten voreingestellt, sodass Anwender die Bohrstangen direkt einsetzen können.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Das könnte Sie auch Interessieren

Anzeige

Anzeige

Bild: EVO Informationssysteme GmbH
Bild: EVO Informationssysteme GmbH
Produktion und Logistik gemeinsam digitalisieren

Produktion und Logistik gemeinsam digitalisieren

EVO Informationssysteme kooperiert mit Keyence Deutschland: Nach umfangreichen Tests und dem praktischen Einsatz bei Kunden hat die Kombination der intuitiven EVO-Apps mit den leistungsfähigen Industrie-Scannern von Keyence überzeugt. Der Einsatz der nutzerfreundlichen EVO Apps und die Scanleistung unter widrigen Industriebedingungen gewährleisten die zuverlässige Identifizierung und Prozessdokumentation in Wareneingang, Produktion und Lager.

Bild: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH – Nico Sauermann
Bild: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH – Nico Sauermann
Aluminium prozesssicher zerspanen

Aluminium prozesssicher zerspanen

Bohren, Reiben, Stechen und Fräsen: Der Werkzeugspezialist Paul Horn aus Tübingen bietet ein breites Portfolio an optimierten Werkzeugen für die wirtschaftliche Zerspanung des Leichtmetalls Aluminium. Nach Stahlwerkstoffen ist Aluminium das meist verwendete Metall. In der zerspanenden Industrie zählen die Al-Legierungen zu den leicht zu bearbeitenden Werkstoffen. Nichtsdestotrotz ist es möglich, dass bei der Bearbeitung des weichen Metalls schnell ein ‚harter Brocken‘ entsteht: Verklebungen, Aufbauschneiden und Spänestau bis zum Werkzeugbruch kommen vor. Mit den richtigen Werkzeugen, Schneidstoffen, Schnittdaten sowie der passenden Menge und Art des Kühlschmierstoffes lassen sich Al-Legierungen prozesssicher zerspanen.

Bild: Zentralverband Oberflächentechnik e.V.
Bild: Zentralverband Oberflächentechnik e.V.
ZVO-Jahresbericht 2021

ZVO-Jahresbericht 2021

Der Zentralverband Oberflächentechnik e.V. bringt seinen Jahresbericht 2021 heraus. Mit der aktuellen Publikation berichtet der ZVO erneut über seine Arbeit und die Entwicklung im abgelaufenen Kalenderjahr. Der Bericht dokumentiert die vielfältigen Aufgaben und Tätigkeiten des ZVO und der Branche, insbesondere der wirtschafts-, umwelt-, energie- und bildungspolitischen Interessenvertretung sowie die Branchenentwicklung. 

Bild: Sodick Deutschland GmbH
Bild: Sodick Deutschland GmbH
Metav 2022 als Heimspiel für EDM-Spezialist

Metav 2022 als Heimspiel für EDM-Spezialist

EDM-Spezialist Sodick ist vom 21. bis zum 24. Juni auf der Metav 2022 in Düsseldorf mit von der Partie. In Halle 16 am Stand F38 kann mit drei Maschinen ein kleiner Ausschnitt aus dem breiten Sortiment an Erodiermaschinen präsentiert werden: eine Drahterodiermaschine VL400Q, eine Senkerodiermaschine AD35L (im Bild ist eine AD55L zu sehen) und eine K1C für das Hochgeschwindigkeits-Startlochbohren

Bild: Klingelnberg GmbH
Bild: Klingelnberg GmbH
Fachbericht: Modified Crowning

Fachbericht: Modified Crowning

Was soll sich schon bei einem Achsgetriebe ändern, wenn statt eines Verbrennungsmotors ein elektrischer Antrieb mit gleicher Nennleistung eingebaut ist? Auf den ersten Blick sind keine Änderung im Lastenheft des Achsgetriebes zu vermuten – wäre da nicht das Energiemanagement eines elektrischen Antriebsstranges. Klingelnberg kennt sich mit dem Thema bestens aus.

Bild: Laserhub GmbH
Bild: Laserhub GmbH
Beschaffungsplattform für industrielle Metallteile

Beschaffungsplattform für industrielle Metallteile

Die Firma Laserhub, Betreiber der gleichnamigen Online-Plattform für die Beschaffung maßgeschneiderter Blech- und Drehteile, gibt den erfolgreichen Abschluss ihrer Series-B-Finanzierungsrunde bekannt. Als erster internationaler Investor führt Evli Growth Partners aus Finnland die Runde an. Als Co-Investoren schlossen sich mit Fuse Venture Partners aus dem Vereinigten Königreich und FJ Labs aus den USA zwei weitere internationale Fonds an.

Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH
Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH
Selbsteinstellende Industriestoßdämpfer in Edelstahl

Selbsteinstellende Industriestoßdämpfer in Edelstahl

ACE Stoßdämpfer erweitert die erfolgreiche Magnum-Serie und präsentiert damit eine konstruktionstechnische Besonderheit: Das Unternehmen aus Langenfeld im Rheinland bietet jetzt erstmals selbsteinstellende Industriestoßdämpfer mit Gewinde M64 und einem Hub von 150mm serienmäßig in einer Edelstahlausführung an, deren Hauptkomponenten komplett in Deutschland entwickelt und gefertigt werden.

Bild: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Bild: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Geschäftsfeld wegen Neuausrichtung umbenannt

Geschäftsfeld wegen Neuausrichtung umbenannt

Aus Industrie 4.0 wird Schaeffler Lifetime Solutions: Die Umbenennung erfolgt aufgrund der Neuausrichtung des Leistungsportfolios, das in den vergangenen Jahren sukzessive von reinen Produktlösungen hin zu ganzheitlichen Dienstleistungen erweitert wurde. Der neue Name ‚Schaeffler Lifetime Solutions‘ sowie der Subclaim ‚Keep your machines rolling‘ symbolisiert dabei den Anspruch, Wünsche und Bedürfnisse von Instandhaltungs- und Werksleitern über die gesamte Lebensdauer einer Maschine hinweg zu bedienen.

Anzeige

Anzeige

Anzeige