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Auch die großen Stücke: Mit der Auslegerbohrmaschine

Erwähnt man das Wort "Bohren", so denkt wohl jeder an eine kleine Handbohrmaschine, einige vielleicht noch an eine Schlagbohrmaschine. Jedoch sicherlich niemandem kommt die Auslegerbohrmaschine in den Sinn. Eine solche Auslegerbohrmaschine oder Radialbohrmaschine ist für das Bohren an großen Werkstücken vorgesehen. Dies unterscheidet die Auslegerbohrmaschine auch von den Ständer- bzw. Säulenbohrmaschinen. Das Werkstück wird durch T-Nuten auf einem Maschinentisch festgespannt. Dieser Tisch kann nun zumeist mit Handkurbeln höhenverstellt werden, ist jedoch auch um bis zu 360 Grad drehbar. Die Auslegerbohrmaschinen sind somit in alle Richtungen schwenk-, auszieh- und klappbar. Mittels mehrerer Spindeln können gleichzeitig mehrere Löcher gebohrt werden (bis zu acht). Die Einstellung des Bohrtiefenanschlags erfolgt über eine Skala. Die Motorleistung erledigt bei der Auslegerbohrmaschine zumeist ein Elektromotor. Der Bohrapparat befindet sich in diesem Ausleger, der über Kugeln gelagert in der Säule beweglich ist. Fixiert wird dieser durch einen Klemmring. Eine horizontale Welle treibt nun über Kegelräder die Bohrwellen an. Eine zweite horizontale Welle bewirkt die Abwärtsbewegung des Auslegers.   

Auf Auslegerbohrmaschinen werden beispielsweise Gehäuse für den Getriebebau gebohrt. Auch in der Bearbeitung von Steinen leisten Auslegerbohrmaschinen ganze Arbeit. Dabei können die Pinolen pneumatisch oder hydraulisch gesteuert sein, wodurch eine höhere Drehgeschwindigkeit der Spindel und damit auch eine höhere Bohrgeschwindigkeit erzielt werden kann, die sich materialschonend auswirkt. Mit Auslegerbohrmaschinen lassen sich auch Keilnuten oder beispielsweise Schlitze durch ein Verschieben des Werkstückes herstellen.

 

1 Kommentar 3.9.12 11:05, kommentieren

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Innenschleifmaschinen für den perfekten Schliff

Das Schleifen eines Werkstückes steht gemeinsam mit dem Entgraten und Polieren ganz am Ende eines sehr komplexen Fertigungsprozesses. Solche zumeist CNC-basierenden oder hydraulisch gesteuerten Außen- und Innenschleifmaschinen erledigen mehrere Prozesse zugleich über sog. "Schleifspindelrevolver". Der Clou: Das Werkstück muss hierbei nur einmal aufgespannt werden. Es fährt auf einem Kreuzschlitten auf die fest auf dem Maschinensockel montierten Spindeln zu. Die Hochfrequenz-Schleifspindeln sind vornehmlich linear angeordnet, können jedoch durch ein spezielles Winkelmesssystem jedem Fertigungswunsch angepasst werden. Über vertikale Innenschleifmaschinen ist auch das Schleifen exzentrischer Radialprofile möglich, wie sie etwa bei Nocken vorkommen, die in der Motorenherstellung verwendet werden. Dass solche Innenschleifmaschinen wahre Präzisionskünstler sind, beweisen die Einsatzmöglichkeiten der Werkstücke: Von der Luft- und Raumfahrt, über die Medizintechnik bis hin zur Formel I. Hier dürfen kleinste Toleranzen nicht überschritten werden. Im großen Bereich erledigen solche Arbeiten Karusell- oder Walzenschleifmaschinen.

In CNC-Schleifmaschinen werden neben den X-, Y- und C-Achsen auch die U-, Z- und W-Achse angesteuert. Dabei wird das Werkstück in Koordinaten untergliedert, deren Zustand ständig über Sensoren weitergegeben werden. Hierdurch soll etwa bei Innenschleifmaschinen verhindert werden, dass zu viel Material entfernt wird.

Bei der Trockenbearbeitung von Guss oder gehärtetem bzw. beschichtetem Stahl wird den Schleifmaterialien wirklich alles abverlangt. Der Einsatz von Diamanten ist in der Massenproduktion aus wirtschaftlichen Erwägungen nicht sinnvoll, weshalb sehr viele Hersteller von Innenschleifmaschinen etwa auf kubisches Bornitrid (CBN) zurückgreifen; es besitzt eine Knoop'sche Härte von ca. 4700 N/mm² - etwa die Hälfte eines Diamanten. Dadurch kann CBN auch bei Cr-Hartguss oder Legierungen auf Kobalt, Nickel- oder Eisenbasis eingesetzt werden. CBN reagiert außerdem erst bei 1.200 Grad Celsius mit Sauerstoff, wodurch die Zerspanungswärme nicht wirklich eine Rolle spielt. Die Firma General Electric brachte 1969 dieses Material auf den Markt, das locker mehr wert war als Gold. Erst in den 90er Jahren kam es mit der kommerziellen Produktion zu einem Preissturz bei CBN.

Eine kostengünstigere Alternative zu den Innenschleifmaschinen stellen die Honmaschinen dar. Hierbei erfolgt die Bearbeitung über Honahlen oder Laser. Jedoch ist der Einsatz werkstoffabhängig. Gebrauch von dieser Methode wird v.a. im Motoren- und Fahrzeugbau, der Werkzeug- und Flugzeugindustrie gemacht - um nur einige zu nennen.

1 Kommentar 21.5.12 11:38, kommentieren

Bohrungsfeinbearbeitung - ohne Schmierstoff geht's nicht ganz


Schmierstoffe sind in der Metallbe- und -verarbeitung seit Jahren ein umstrittenes Thema. Schließlich fallen recht hohe Mengen an, die sehr aufwendig entsorgt werden müssen. Beim Fräsen und Bohren konnten zwischenzeitlich aber die Öle und Fette auf ein Minimum reduziert werden. Auf diese Minimalmengenschmierung (MMS) jedoch kann nicht verzichtet werden, beeinflusst sie doch die Oberflächenqualität des Werkstückes ebenso wie die Form- und Lagetoleranzen durch die Erhitzung des Materials. Bei der Bohrungsfeinbearbeitung handelt es sich um einen Finishing-Prozess, also einen jener Arbeitsvorgänge, die kurz vor der Fertigstellung des Produktes durchgeführt werden müssen. Deshalb unterscheidet man in der Bohrungsfeinbearbeitung auch zwischen mehreren unterschiedlichen Möglichkeiten:

Einerseits dem Reiben. Dies wird vornehmlich anhand des Hochgeschwindigkeitsreibens durchgeführt. Die Schneide ist vom Bohrungseintritt bis zum Bohrungsende im Eingriff. Dies macht eine hohe Bruchzähigkeit und Kantenstabilität des Schneidemittels erforderlich. Dabei kommt es zu langen Anlaufzeiten der Werkzeuge sowie der Arbeitsspindel und des Spannfutters. Die Optimierung dieses Vorganges stellt auch in der Bohrungsfeinbearbeitung durch Reiben die größte Herausforderung dar. Unerwünschte Qualitätsdefizite entstehen hauptsächlich durch die unglaubliche Zerspanungs - und die schnellen Vorschubgeschwindigkeiten, indem das Werkstück in Relativbewegungen zur Ahle versetzt wird. Dadurch entstehen Toleranzen (Passungsdurchmesser, Rundheit). Schmierstoffe (in Form eines Ölnebels über den Zuganker zugeführt) erwirken eine Kühlung, weshalb niemals gänzlich auf sie verzichtet werden kann.

Andererseits der Schruppzerspanung. In dieser Art der Bohrungsfeinbearbeitung werden die herkömmlichen Reibahlen durch Schneideklingen ersetzt. Die Wechselschneiden (meist vier unterschiedliche Schneidkanten pro Seite) verfügen über einen verkürzten Anschnitt. Eine individuell abgestimmte Schneidkantenbehandlung (Verrundung beispielsweise) ermöglicht es, in dieser Variante der Bohrungsfeinbearbeitung die Prozesswärme zu senken, wodurch auch der Einsatz von Schmierstoffen herabgesetzt werden kann. Diese gelangen über ein inneres Kühlsystem direkt auf die Schneideklinge. Das größte Problem liegt in der Entfernung der Späne, ohne dass sie das Werkstück beschädigen, da in dieser Art der Bohrungsfeinbearbeitung immer mehrere Klingen hintereinander angeordnet sind.

Bei der Bohrungsfeinbearbeitung werden Oberflächengüten von bis zu 0,001 Rz erreicht. Deshalb muss dabei besonders auf den Schneidstoff, die Geometrie an der Wirkstelle und die Beschichtung Bedacht genommen werden. Zerspanungstechniker betrachten sich selbst erst dann als Experten, wenn sie auch die Bohrungsfeinbearbeitung beherrschen. 

Bei Werkstoffen wie etwa Platin, Gold, Silber, Bronze oder Kunststoffen wird die Bohrungsfeinbearbeitung meist durch ein Glanzdrehen oder -fräsen mit monokristallinen Diamanten durchgeführt. Dadurch entstehen exakte und spiegelglatte Innenkonturen.

 


1 Kommentar 14.5.12 09:45, kommentieren

Auslegerbohrmaschine - ein Wunderwerk der Technik

Fragt man sich heutzutage auf der Straße durch, was die Leute unter "bohren" verstehen, so antworten wohl die meisten: "Ein Loch machen, in das etwas reinkommt!" Egal ob nun beim Zahnarzt (Plombe oder Füllung) oder zuhause in einer Wand (Dübel). Der Fachmann hingegen spricht von einem "Spanungsverfahren mit geometrisch bestimmter Schneideform in einer rotatorischen Hauptbewegung"! Die unterschiedlichen Bohrvarianten und -maschinen wollen wir vorerst mal außer Acht lassen. Uns interessiert das ganz spezielle Bohren an sog. "Auslegerbohrmaschinen ". Diese Maschinen zeichnen sich aus durch einen schwenkbaren Arbeitstisch und einen möglichen Auflegerverfahrweg, wodurch auch schräge Bohrungen ermöglicht werden.

Die Drehzahl kann stufenlos gesteuert werden, der Antrieb erfolgt in den meisten Fällen über einen Drehstromservomotor. Auslegerbohrmaschinen können zu Bohrzwecken aber auch zum Gewindeschneiden, Reiben und Ausdrehen verwendet werden. Den Namen erhält die Auslegerbohrmaschine durch das hydraulische Klemmsystem, wobei sich der Oberbalken auf Kugellagern bewegt. Auf einem Schirm kann die Spindelposition abgelesen werden, die Programmierung erfolgt zumeist CNC-basierend (X-, Y- und Z-Richtung), kann aber auch manuell bedient werden.

Während in normalen Bohrmaschinen das Werkstück gefahren wird, ist dieses bei Auslegerbohrmaschinen fixiert, also eingespannt. Bei diesem speziellen Arbeitsgerät wird somit der Bohrer/die Spindel bewegt. Eine andere Bezeichnung für Auslegerbohrmaschinen wäre übrigens Schnellradialbohrmaschine.

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