Beim Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT von EMAG erfolgt mit fünf Achsen eine Komplettbearbeitung des Bauteils. Mess-Systeme bilden ein durchgängiges Qualitätsmanagement.

Beim Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT von EMAG erfolgt mit fünf Achsen eine Komplettbearbeitung des Bauteils. Mess-Systeme bilden ein durchgängiges Qualitätsmanagement. - Bild: EMAG

Was ist Wälzschälen?

Das Wälzschälen bzw. Power Skiving ermöglicht die hochproduktive Bearbeitung von Innenverzahnungen und ist eine Alternative zum Räumen und Wälzstoßen.

Gegenüber dem Wälzstoßen kann das Wälzschälen mit dem Faktor 2 bis 3 in Sachen Produktivität und bei den Werkzeugstandzeiten punkten.

Das Hochleistungsverfahren zeichnet sich besonders durch die hohen Schnittgeschwindigkeiten aus, die gefahren werden können.

Flexibilität und Schwerzerspanung – diese beiden Schlagworte verbindet man nicht unbedingt miteinander. Immerhin durchlaufen viele besonders große Bauteile häufig einen (zu) komplizierten Produktionsprozess mit verschiedenen Bearbeitungsprozessen, die sich in unterschiedlichen Maschinen abspielen.

Eine Folge davon: Soll ein anderes Bauteil bearbeitet werden, muss der Bediener mehrere Maschinen neu einrichten – ein großer Zeitaufwand mit Fehlerpotential. Vor diesem Hintergrund nimmt die Bedeutung der Prozessintegration im Maschinenbau allgemein zu: Verschiedene Dreh-, Fräs-, Schleif- und Verzahnungsprozesse erfolgen in einem Arbeitsraum. Aktuell haben die Schwerzerspanungs-Spezialisten von EMAG eine solche hochflexible Lösung für die Schwerzerspanung entwickelt – das vertikale Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT vereinfacht den ganzen Prozess.

Eisenbahnräder, Komponenten für Industriegetriebe oder große Bauteile für den Schiffsmotor – kann die mehrstufige Schwerzerspanung von solch großen Bauteilen voll automatisiert und flexibel innerhalb nur einer Maschine erfolgen? Bei vielen Anwendern ist die Antwort bislang noch ein „Nein“. Sie setzen stattdessen auf mehrstufig verkettete Produktionsprozesse mit mehreren Einzelmaschinen, für die das Bauteil immer wieder neu eingespannt werden muss. Für jedes neue Los werden umfangreiche Rüstarbeiten notwendig.

Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT von EMAG: Mit fünf Achsen erfolgt eine Komplettbearbeitung des Bauteils. - Bild: EMAG
Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT von EMAG: Mit fünf Achsen erfolgt eine Komplettbearbeitung des Bauteils. - Bild: EMAG

Eine Maschine für alle Verfahren

Außerdem kostet der verkettete Ablauf viel Zeit. Die Frage für EMAG lautet also: Wie können verschiedene spanende Verfahren an großen Bauteilen in nur einer Maschine erfolgen? Die Antwort gibt jetzt das multifunktionale Dreh-Fräszentrum VMC 450-5 MT für komplexe Bauteile bis 450 Millimeter Durchmesser. Eine komplette technische Beschreibung der Maschine mit allen wichtigen Daten finden sich auf der Webseite von EMAG. Diese drei Fakten sind dabei aber besonders wichtig: 

1. Haupttechnologie ist das Drehen. Dabei ist die unten liegende Werkstückspindel integriert in der neu entwickelten und großzügig ausgelegten Y-Achse.

2. Eine B-Achse mit einem Schwenkwinkel von 195 Grad steht mit der integrierten Dreh-Frässpindel zur Verfügung. Der 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.  

3. Die Kombination der Achsen gestattet es, Wälzfräs- oder Wälzschäl-Anwendungen auszuführen. Kompromissloses Drehen, Fräsen, Bohren, Verzahnen und Schleifen –  alle Technologien, die man für die Fertigstellung eines komplexen Bauteils benötigt, sind bei der VMC 450-5 MT an Bord.

Im Werkzeugmagazin liegen bis zu 80 Werkzeuge beziehungsweise Schwesterwerkzeuge ab.
Im Werkzeugmagazin liegen bis zu 80 Werkzeuge beziehungsweise Schwesterwerkzeuge ab. - Bild: EMAG

Wie wirkt sich dieser Ansatz in der Praxis aus?

Im Einsatz eröffnet diese Technologie große Möglichkeiten, wie dieses Video in beeindruckender Weise deutlich macht. So erfolgt zum Beispiel die komplette Hauptbearbeitung eines Planetenträgers inklusive Drehen, Bohren, Fräsen und Wälzschälen mit nur noch zwei VMC 450-5 MT-Maschinen von EMAG sowie einer zusätzlichen Wuchtmaschine – alle drei Maschinen sind dabei integriert in eine Automationszelle und mit Robotern verbunden.

Insgesamt wird das Bauteil also nur noch dreimal aufgenommen. Das ist nur halb so häufig wie bei traditionellen Lösungen für den Planetenträger: Immerhin durchläuft das zentrale Getriebebauteil in der Schwerzerspanung mitunter sechs einzelne Maschinen. Wie effektiv eine solche Roboter-Verkettung arbeitet, zeigt übrigens dieses Video (zum Einsatz kommen hier die VMC 450 MT).

Höhere Qualität – geringerer Energieverbrauch

Die Folgen dieser „Abspeckkur“ liegen auf der Hand: Bauteilqualität und Prozesssicherheit steigen an, die Stillstandzeiten sind angesichts einer perfekt aufeinander abgestimmten Maschinen-Taktung minimal und auch der Energieverbrauch ist klein. Außerdem muss der Bediener nicht mehr sechs einzelne Maschinen einrichten, wenn in der Produktion eine Teilevariante ansteht. Hier spielt übrigens das Werkzeugmagazin mit bis zu 80 Plätzen eine wichtige Rolle. In ihm befinden sich alle benötigten Werkzeuge beziehungsweise Schwesterwerkzeuge für verschiedene Bauteilvarianten. Deshalb muss der Bediener beim Umrüsten nur noch die Spannbacken austauschen.

Allzwecklösung für Lkw-Bau, Flugzeugindustrie und Co.

Bleibt am Ende die Frage nach dem möglichen Einsatzbereich dieser Maschine: Für welche Bauteile ist sie geeignet? Hier ist die Antwort sehr umfassend, weil EMAG über einen großen Standardbaukasten verfügt und die Maschinen individuell konfiguriert. Es stehen zum Beispiel diverse Spindelvarianten, spezifische Werkstückträger oder ein Reitstock zur Verfügung. Letztlich wurde die Maschine mit dem Ziel konzipiert, jedem Anwender eine Komplettbearbeitung inklusive Wälzschälen oder Wälzfräsen zu ermöglichen. Die VMC 450-5 MT ist eine echte Allzwecklösung.  

Hier sieht man die Arbeitsspindel, die Frässpindel, sowie im Hintergrund das Werkzeugschnellwechselsystem.
Hier sieht man die Arbeitsspindel, die Frässpindel, sowie im Hintergrund das Werkzeugschnellwechselsystem. - Bild: EMAG