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Werkzeugmaschinenbauer Weingärtner und der Werkzeughersteller Ceratizit bedienen seit Jahrzehnten die Schwerzerspanung. Eine Kooperation der beiden Unternehmen lag insofern nahe. Wie weit sie mittlerweile reicht, zeigt ein Beispiel zur Komplettbearbeitung von Walzen.

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Machine tool manufacturer Weingaertner and cutting tool manufacturer Ceratizit have been serving heavy machining for decades. A cooperation between the companies was therefore obvious. An example of the complete machining of rolls demonstrates how far it now goes.

Weingärtner baut Werkzeugmaschinen für die Komplettbearbeitung von Walzen. Unterstützt wird der österreichische Schwerzerspaner dabei von Ceratizit. Zusammen mit diesem Hartmetallspezialisten kann auch der jeweilige Satz an Werkzeugen angeboten werden. Man passt also zusammen – insbesondere im Bereich Industry Solutions, mit dem Ceratizit das Zerspanen schwieriger Werkstoffe in den Fokus genommen hat. Seit 2012 kooperieren Weingärtner und der Werkzeughersteller unter diesen Vorzeichen bei Großprojekten. „Die Kompetenz von Ceratizit zeigt sich aber nicht nur in dem Programm für die Großteile-Bearbeitung. Im Rahmen von OEM-Services bieten wir zudem die Strukturen für die Erstellung kompletter Bearbeitungslösungen“, berichtet Alfred Hofegger. Er ist bei Ceratizit Austria Teamleiter OEM-Services. „Auf Wunsch definieren wir Bearbeitungsschritte einschließlich der zugehörigen Werkzeuge, legen Schnittdaten fest und berechnen Bearbeitungszeiten. Wir prognostizieren Stückkosten, führen im Ceratizit Innovation Center Probebearbeitungen durch und betreuen die Maschinenab- und -inbetriebnahme.“

Kernelemente solcher Leistungen wurden erst kürzlich wieder für einen Großkonzern genutzt: Ein Schlüsselprojekt, bei dem der Kunde bis zu vier konventionelle Maschinen – die er bisher zur Walzenfertigung eingesetzt hatte – durch die Bearbeitung mit allein einer Maschine ablösen will. Vorerst soll nur das Schleifen weiterhin auf einer separaten Maschine erfolgen. „Für diese Anwendung, bei der acht Walzentypen zu bearbeiten sind, sollte Weingärtner zwei Multi Product Machining Center einschließlich der kompletten Werkzeugbestückung liefern“, berichtet Marketingleiter Thomas Exenberger. Eine der Herausforderungen ist hierbei die Zerspanung des Ballenmaterials, das im Schleudergussverfahren hergestellt wird und bis zu 85 ShC hart ist. Neben der 50 mm bis 90 mm dicken Außenschale besteht die restliche Walze aus Kernmaterial, das wesentlich weicher ist. Die Härte liegt hier zwischen 38 und 45 ShC. An den Zapfen werden unter anderem die Lagersitze und Antriebsflächen bearbeitet. Dieser Materialmix aus hartem Ballen- und weichem Zapfenmaterial erfordert unterschiedliche Schneidstoffe wie Siliziumnitrid, Mischkeramik, Hartmetall und CBN, welche sich alle im Produktportfolio von Ceratizit wiederfinden. Je nach Walzentyp sind für die komplette Bearbeitung unterschiedliche Zerspanungsaufgaben nötig wie Drehen, Stechen, Fräsen, Bohren, Tieflochbohren und Gewinden.

Maschinenkonzept bestimmt Werkzeugauslegung

Weingärtners „Multi Product Machining Center“-Baureihe (MPMC) umfasst horizontale Dreh-Fräs-Zentren, die Teile bearbeitet bis 2000 mm Durchmesser, 15 m Länge und 80 t Gewicht. Im aktuellen Fall können die beiden Maschinen Bauteile bis 20 t aufnehmen. Ausgerüstet mit einem Dreh-Fräs-Kopf und vollautomatisch einwechselbaren Bearbeitungseinheiten lassen sich mit der MPMC-Reihe komplexe Teile wirtschaftlich in ein und derselben Maschine fertigen. Je nach Bearbeitung werden Ausbohr-, Trochoidal-, Verzahnungsfräs- bis hin zu Tieflochbohr-Einheiten eingesetzt. „Besonderheit der MPMC zur Walzenbearbeitung sind zwei CNC-gesteuerte Beladungshilfen“, sagt Exenberger. „Außerdem wird mit einer CNC-gesteuerten Lünette gearbeitet.“ Ein weiteres Schmankerl sei die B-Achse der Maschine: „Sie ermöglicht, dass der Anstellwinkel der Werkzeuge stets an die Situation und nötige Schnitttiefe angepasst werden kann. Dadurch können hohe Vorschub- und Produktivitätswerte erreicht werden.“ Getoppt werde dieser Vorteil dadurch, dass man mit den Drehwerkzeugen in beide Richtungen fahren kann. „Zudem ermöglicht die ebenfalls vorhandene Y-Achse, dass wir die Schneide über die Werkzeugachse setzen können, was höhere Stabilität der Werkzeuge zur Folge hat“, betont der Teamleiter.

Vor allem die Zerspanung der Walzen mit hoher Werkstoffhärte sowie Schnitttiefen bis zu 20 mm fordern Maschine und Werkzeug. Hinzukommen kann Material-Inhomogenität. Die entscheidenden Bewertungsgrößen für die Zerspanung liegen mit den Bearbeitungs- und Standzeiten sowie der Prozesssicherheit auf der Hand. Unter dieser Prämisse hat Ceratizit ein Werkzeugpaket für die Bearbeitung der Hartgusswalzen geschnürt, zu dem Dreh-, Stech- und Fräswerkzeuge ebenso gehören wie Systeme für das Bohren, Gewindefräsen und Gewindebohren – allesamt Werkzeuge der Kompetenzmarken Cutting Solutions by Ceratizit, Komet, WNT und Klenk.

Hier stehen dem Nutzer beim Schwerdrehen die Schneidplatten „LNMR 50“, „SCMT 38“ sowie „SN 25“ zur Verfügung. Die Zahl hinter der Buchstabenkombination nennt die Schneidenlänge in mm. Beim Stechen wird er das HX-System für Stechbreiten von 16 mm bis 60 mm einsetzen, um an den Zapfen die Schultern oder an einzelnen Walzen die geforderten Konturen herzustellen.

Zu fräsen sind im Zapfenbereich der Walzen unter anderem Schlüsselflächen und Bohrungsradien. „Für solche Bearbeitungen bieten sich Werkzeuge der Reihen ‚AHDM‘ zum Schwerfräsen und ‚AHFC‘ zum High-Feed-Fräsen an, aber auch der Planfräser ‚Maxi Mill A271‘ sowie spezielle Radiusfräser“, berichtet Peter Stebele. Er ist Prozessmanager Schwerzerspanung bei Ceratizit Austria. Den Maxi Mill High-Feed-Fräser (HFC) schätzt er wegen dessen Produktivität als Schlüsselwerkzeug ein. „Ausgerüstet mit zehn Schneiden fährt der Fräser hohe Zahnvorschübe bei kleinen Schnitttiefen, was hohe Produktivität ermöglicht“, sagt Stebele. Zugleich schruppe der HFC-Fräser mit seiner geringen Schnitttiefen konturnah, so dass sich gute Voraussetzungen ergäben für das Schlichten der Übergangsradien an den Schlüsselflächen.“ Hier – beim Schlichten der Schlüsselflächen – bringe Ceratizit außerdem VHM-Schaftfräser sowie CBN-bestückte Schlichtfräser zum Einsatz. Im Bereich Bohren schließlich werden mit Ceratizit-Werkzeugen Durchmesser bis zu 155 mm bearbeitet, beim Tieflochbohren bis 60xD. Dabei teilt sich das Spektrum auf in Wendeplattenbohrer vom Typ „Maxi Drill MD900“, die im Durchmesserbereich von 12 mm bis 63 mm durchgängig verwendet werden, sowie in Vollhartmetallwerkzeuge für kleinere Bohrungen. Bei Werkstückgewichten von 18 t werden nicht zuletzt auch Gewinde bis hinunter zu M2 gefertigt.

Auf Folgeprojekte setzen

Die MPMC für die Walzenbearbeitung wurden inzwischen vorabgenommen. Nach dem Abbau der Maschinen und ihrer Verschiffung zum Bestimmungsort werden sie als Nächstes beim Kunden aufgebaut und endabgenommen. Auch hier werden die Spezialisten von Weingärtner und Ceratizit wieder vor Ort zusammenarbeiten. Umfassender zerspanungstechnisch kompetenter Service sei in den regionalen Märkten heute unabdingbar – dies insbesondere vor dem Hintergrund, dass man als Komplettanbieter für die Schwerzerspanung auf Folgeprojekte setze. Der Markt sei schließlich vorhanden.

Ceratizit Deutschland GmbH
Daimlerstraße 70
87437 Kempten
Ansprechpartner ist Alfred Hofegger
Tel.: +49 831 57010-0
info@ceratizit.com
www.ceratizit.com

Weingärtner Maschinenbau GmbH
Kirchham 29
4656 Kirchham/Österreich
Ansprechpartner ist Thomas Exenberger
Tel.: +43 7619 2103
info@weingartner.com
www.weingartner.com