Planetenradträger

Beispiel Planetenradträger: Mit der neuen Maschine von EMAG erfolgt die Produktion präziser, schneller sowie sparsamer und somit insgesamt kostengünstiger. - Bild: EMAG

Große Bauteile und komplexe Geometrie – in der Schwerzerspanung ist diese Kombination keine Seltenheit und immer gleichbedeutend mit hohem Zeitaufwand und steigenden Kosten. Der Grund: Die verschiedenen Bearbeitungsprozesse vom Drehen bis zum Verzahnen werden häufig in unterschiedlichen Maschinen vollzogen, die nicht komplett miteinander verkettet sind.

Dazu kommt, dass an den Produktionsstandorten die Zahl der Teilevarianten anwächst. Es müssen also immer wieder andere Bauteile in den verschiedenen Maschinen bearbeitet werden. Damit steigt der Zeitaufwand für das neue Einrichten durch den Bediener immer weiter an.

Mit dem vertikalen Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT durchbricht die EMAG Leipzig Maschinenfabrik diesen Teufelskreis auf beeindruckende Weise: Alle Dreh-, Fräs-, Bohr- und Verzahnungsprozesse erfolgen in einem Arbeitsraum. Dafür wurde die Maschine mit fünf Achsen ausgerüstet. Verkürzte Durchlaufzeiten und ein minimaler Rüstaufwand – bei steigender Bauteilqualität und Vielfalt – sind das Endergebnis.

Wo kann die VMC 450-5 MT eingesetzt werden?

vmc 450-5 MT
Mit dem vertikalen Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT erfolgen alle Dreh-, Fräs-, Bohr- und Verzahnungsprozesse in einem Arbeitsraum. - Bild: EMAG

Die Anwendungsmöglichkeiten für die VMC 450-5 MT sind zahlreich, denn viele großformatige Bauteile in Nutzfahrzeugen und Industriegetrieben, im Schiff- und Eisenbahnbau oder im Agrar- und Bergbau-Bereich sind einerseits ungewöhnlich komplex. Sie weisen zum Beispiel mehrere raumschräge Bohrungen und Flächen oder Verzahnungen auf, die sehr präzise und fehlerfrei hergestellt werden müssen.

Andererseits entstehen an vielen Produktionsstandorten viele Bauteilvarianten im schnellen Wechsel. Produktionsplaner sind deshalb auf der Suche nach flexiblen Lösungen mit geringerem Rüstaufwand. Genau auf diese Herausforderungen ist die VMC 450-5 MT perfekt zugeschnitten, wie Georg Händel, Manager Technical Sales „Heavy Parts“ bei EMAG, erklärt.

„Wir setzen bei der Entwicklung von Produktionslösungen für komplexe Bauteile bis 450 Millimeter Durchmesser auf dieses multifunktionale Dreh-Fräszentrum mit fünf Achsen. Das Drehen stellt dabei immer die Haupttechnologie dar. Die unten liegende, wartungsfreie Werkstückspindel ist integriert in der neu entwickelten, großzügig ausgelegten Y-Achse. Darüber hinaus steht eine B-Achse mit einem Schwenkwinkel von 195 Grad mit der integrierten Dreh-Frässpindel zur Verfügung. Dieser Schwenkwinkel erlaubt es, eine zusätzliche fixe Werkzeugaufnahme an der B-Achse zu platzieren. Dadurch werden in der Schwerzerspanung, auch im unterbrochenen Schnitt, höchste Abtragsraten möglich. Die Aufnahme ist durch das Werkzeugmagazin beladbar. Die Kombination der Achsen gestattet es, Wälzfräs- oder Wälzschäl-Anwendungen auszuführen.“  

Kompromissloses Drehen, Fräsen, Bohren und Verzahnen – alle Technologien, die man für die Fertigstellung eines komplexen Bauteils benötigt, sind bei der VMC 450-5 MT an Bord.

Planetenradträger: Aus sechs Maschinen werden drei

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VMC 450-5 MT von EMAG: Die Maschine ermöglicht mit ihren fünf Achsen eine Komplettbearbeitung des Bauteils inklusive Wälzschälen oder Wälzfräsen. - Bild: EMAG

Welche Vorteile dieser Ansatz in der Praxis eröffnet, zeigt idealtypisch das Beispiel „Planetenträger“. Klassischerweise durchläuft das zentrale Getriebebauteil in der Schwerzerspanung sechs einzelne Maschinen, die nicht komplett verkettet sind – vom zweimaligen Drehen zu Beginn, über das Räumen/Wälzfräsen bis zum abschließenden Bohren und Wuchten.

Bei einem Loswechsel richtet der Bediener sechs einzelne Maschinen neu ein. Darunter leidet die Prozesssicherheit und Produktivität. Außerdem ist der gesamte Produktionsablauf verhältnismäßig langsam und unflexibel, weil die Bauteile per Gabelstapler zur nächsten Maschine transportiert werden müssen.

Ein komplett anderes Bild zeigt sich hingegen beim Einsatz der VMC 450-5 MT: Während der Hauptbearbeitung durchläuft der Planetenträger künftig nur noch zwei Maschinen, automatisiert mit einem Roboter: Die Bearbeitungsprozesse Drehen, Bohren, Fräsen und Wälzfschälen werden flexibel auf beide Maschinen aufgeteilt. Am Ende steht eine ausgeglichene Bearbeitungszeit und eine sehr hohe Ausbringung.

Bauteilqualität und Prozesssicherheit besser, Stillstandszeiten minimal

Die Wuchtmaschine wird selbstverständlich in der EMAG Automationszelle integriert. Werkstückbeschriftung und Waschen der Werkstücke können parallel mit erledigt werden. Insgesamt wird das Bauteil also nur noch dreimal (statt vorher sechsmal) aufgenommen. „Anwender profitieren auf allen Ebenen von diesem Ansatz“, sagt Händel.

„Mit den wenigen Aufspannungen verbessern sich Bauteilqualität und Prozesssicherheit, die Stillstandzeiten sind angesichts einer perfekt aufeinander abgestimmten Maschinen-Taktung minimal und auch der Energieverbrauch ist deutlich kleiner. Darüber hinaus bilden mehrere Messsysteme ein durchgängiges Qualitätsmanagement. Und das heißt: Die Produktion des Planetenradträgers erfolgt präziser, schneller sowie sparsamer und somit insgesamt kostengünstiger.“

Eine besondere Rolle spielt nicht zuletzt das Werkzeugmagazin mit bis zu 80 Plätzen. Hier lassen sich alle benötigten Werkzeuge beziehungsweise Schwesterwerkzeuge (bei Verschleiß) für verschiedene Bauteilvarianten ablegen. Der Werkzeugwechsel erfolgt automatisch, deshalb muss der Bediener beim Umrüsten nur noch die Spannbacken austauschen – und das erfolgt wiederum von der Frontseite aus, während die Werkstückbeladung per Roboter durch eine seitliche Luke ohne jeden Maschinen- bzw. Linienstillstand weitergehen kann.

Werkzeugmagazin
Im Werkzeugmagazin mit bis zu 80 Plätzen lassen sich alle benötigten Werkzeuge beziehungsweise Schwesterwerkzeuge für verschiedene Bauteilvarianten ablegen. - Bild: EMAG

Individuelle Konfiguration

Insgesamt konfiguriert EMAG die VMC 450-5 MT passgenau nach Kundenwunsch aus dem Standardbaukasten. Es stehen zum Beispiel diverse Spindelvarianten, spezifische Werkstückträger oder ein Reitstock zur Verfügung. Deshalb ist die VMC 450-5 MT eine echte Allzwecklösung für unterschiedlichste Werkstücke. Nicht zuletzt profitieren EMAG Kunden natürlich immer von einer Produktionslösung mit kleinem Footprint.

Schließlich werden viel weniger Maschinen für den gesamten Produktionsprozess benötigt. „Mit diesem 5-achsigen Dreh-Fräszentrum betreten wir Neuland“, sagt Händel abschließend.

„Die Maschine wurde speziell mit dem Ziel konzipiert, eine Komplettbearbeitung inklusive Wälzschälen oder Wälzfräsen innerhalb der Schwerzerspanung zu ermöglichen. Dieser Ansatz sorgt für Produktivitätssprünge. Ob Teile für Lkw, Bau- und Landmaschinen oder die Flugzeugindustrie – es gibt praktisch keine Branche, die von einem solchen Maschinenbau-Komplettpaket nicht profitiert.“

Die VMC 450-5 MT live auf der EMO 2019

Besuchen Sie EMAG auf der EMO 2019 in Halle 17, Stand C29 und überzeugen Sie sich live von der Leistungsfähigkeit der VMC 450-5 MT!