Shape. Change.
Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain – Wellen flexibel verzahnen
Größtmögliche Flexibilität ist für Endanwender von Werkzeugmaschinen die effizienteste Antwort auf ständig wechselnde Marktanforderungen. Das gilt besonders bei der Fertigung von Kleinserien verschiedener Werkstückvarianten, denn desto mehr Flexibilität eine Maschine bietet, desto geringer sind die entsprechenden Lebenszykluskosten zu bewerten. Das Unternehmen Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain, kurz WMZ, hat sich auf die Entwicklung und den Bau von Sondermaschinen zur Komplett- und Kombinationsbearbeitung von wellenförmigen Bauteilen spezialisiert. Je nach Anforderung können neben Dreh-, Bohr-, Schleif- und Fräsbearbeitungen, auch Gewindeschneid- und Entgratarbeiten sowie das Verzahnen im Wälzschäl- oder Wälzfräsverfahren in die WMZ-Komplettbearbeitung integriert werden.
Der steigende Kostendruck einhergehend mit kürzer werdenden Realisierungszeiten und der Forderung nach immer größerer Fertigungstiefe stellt kleine sowie große Produktionsunternehmen vor neue Herausforderungen. Um am Markt bestehen zu können, müssen sich Investitionen in neue Werkzeugmaschinen besonders zukunftsfähig und flexibel gestalten. Für die horizontale Bearbeitung wellenförmiger Bauteile mit einer Länge von bis zu 4500 mm bietet WMZ – als ein Unternehmen der DVS TECHNOLOGY GROUP – ein breites Spektrum an Produktionsverfahren, die dank einer modularen Bauweise in einer Maschine kombiniert zur Anwendung kommen können. Die daraus resultierende Kombinations- oder Komplettbearbeitung von Bauteilen führt aus diversen Gründen zu signifikanten Kosteneinsparungen.
Zum einen entfällt ein Großteil der Rüst-, Transport und Liegezeiten, was eine deutliche Reduzierung der Gesamtbearbeitungszeit zur Folge hat. Zum anderen geht das Risiko von Umspannfehlern gegen null, da das Bauteil im Idealfall in einer einzigen Aufspannung gefertigt werden kann. Ferner wird für die Komplettbearbeitungsmaschine weniger Aufstellfläche benötigt, was verbunden mit den geringeren Anschaffungskosten die Kapitalbindung des investierenden Unternehmens schmälert.
Komplett bearbeiten – Kosten sparen
Ein Beispiel: Mit der Maschinenplattform H200 von WMZ kann an beiden Enden eines wellenförmigen Bauteils mit je einem Drehrevolver und einer Wälzfräseinheiten hocheffizient gedreht und verzahnt werden. Bei diesem Beispiel stellt sich nicht mehr die Frage wie man die hergestellte Verzahnung entgratet, denn diese Aufgabe übernehmen die Drehwerkzeuge. Durch das Bearbeiten der Außenkontur zusammen mit der Verzahnung in einer Aufspannung werden höchste Rundlaufgenauigkeiten der Verzahnung realisiert. So lassen sich mit einer Wälzfräs- oder einer Wälzschäleinheit Verzahnungen bis Modul 7 und Qualität 6 herstellen. Im Sinne einer möglichst hohen Standzeit sind die Fräseinheiten der WMZ-Maschinen mit einer Shiftachse ausgestattet. So kann das Wälzfräswerkzeug optimal über die gesamte Breite genutzt werden ohne übermäßig zu verschleißen. Der Werkzeugwechsel sollte möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen, weshalb die Fräseraufnahme mit einem Schnellwechselsystem ausgestattet ist. Durch Einsatz von mehrgängigen Fräswerkzeugen kann die reine Wälzfräszeit mehr als halbiert werden.
Wälzschälen wirtschaftlich bei Innenverzahnungen
Für Bauteile, die innen verzahnt werden oder eine Störkontur aufweisen ist die Wälzfräs-Technologie ungeeignet. WMZ-Maschinen verzahnen in solchen Fällen vornehmlich unter Anwendung des Wälzschälverfahrens, auch bekannt unter dem Synonym „Power Skiving“. Die Technologie des Wälzschälens muss sich bei den erwähnten Anforderungen mit alternativen Technologien, wie dem Räumen oder dem Stoßen messen. Das Wälzstoßen erweist sich als inadäquat, da die üblicherweise für die Bearbeitung kleiner Losgrößen eingesetzte Technologie, aufgrund des diskontinuierlichen Prozesses mit unwirtschaftlich langen Bearbeitungszeiten einhergeht.
Das Räumen von Verzahnungen ist äußerst unflexibel, weil die Verzahnungsparameter bspw. das Zweikugelmaß, und somit die Qualität der Verzahnung ausschließlich durch die Geometrie der Räumnadel beeinflusst werden können. Zudem ist die Beschaffung von Räumnadeln mit sehr hohen Kosten verbunden. Die Werkzeugkosten für WMZ-Maschinen mit Wälzschäl-Modul halten sich hingegen in Grenzen, da dank einer Schwenkeinheit für die Grobbearbeitung zunächst ein kostengünstiges Schruppwerkzeug verwendet werden kann. Die anschließende Feinbearbeitung, als Garant für hohe Verzahnungsqualitäten, wird schließlich von einem hochpräzisen Schlichtwerkzeug übernommen.
Zur Vermeidung hoher Werkzeugkosten beim Wälzschälen hat sich das zweigleisige Werkzeugkonzept bei den Maschinen der Schwestergesellschaft PITTLER T&S bereits mehrfach bewährt. Grund genug, um im Rahmen des stetigen Technologieaustauschs zwischen den Unternehmen der DVS TECHNOLOGY GROUP neben der Verzahnungstechnologie auch das Werkzeugkonzept auf WMZ-Maschinen zu übertragen.
Größtmögliche Flexibilität ist für Endanwender von Werkzeugmaschinen die effizienteste Antwort auf ständig wechselnde Marktanforderungen. Das gilt besonders bei der Fertigung von Kleinserien verschiedener Werkstückvarianten, denn desto mehr Flexibilität eine Maschine bietet, desto geringer sind die entsprechenden Lebenszykluskosten zu bewerten. Das Unternehmen Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain, kurz WMZ, hat sich auf die Entwicklung und den Bau von Sondermaschinen zur Komplett- und Kombinationsbearbeitung von wellenförmigen Bauteilen spezialisiert. Je nach Anforderung können neben Dreh-, Bohr-, Schleif- und Fräsbearbeitungen, auch Gewindeschneid- und Entgratarbeiten sowie das Verzahnen im Wälzschäl- oder Wälzfräsverfahren in die WMZ-Komplettbearbeitung integriert werden.
Der steigende Kostendruck einhergehend mit kürzer werdenden Realisierungszeiten und der Forderung nach immer größerer Fertigungstiefe stellt kleine sowie große Produktionsunternehmen vor neue Herausforderungen. Um am Markt bestehen zu können, müssen sich Investitionen in neue Werkzeugmaschinen besonders zukunftsfähig und flexibel gestalten. Für die horizontale Bearbeitung wellenförmiger Bauteile mit einer Länge von bis zu 4500 mm bietet WMZ – als ein Unternehmen der DVS TECHNOLOGY GROUP – ein breites Spektrum an Produktionsverfahren, die dank einer modularen Bauweise in einer Maschine kombiniert zur Anwendung kommen können. Die daraus resultierende Kombinations- oder Komplettbearbeitung von Bauteilen führt aus diversen Gründen zu signifikanten Kosteneinsparungen.
Zum einen entfällt ein Großteil der Rüst-, Transport und Liegezeiten, was eine deutliche Reduzierung der Gesamtbearbeitungszeit zur Folge hat. Zum anderen geht das Risiko von Umspannfehlern gegen null, da das Bauteil im Idealfall in einer einzigen Aufspannung gefertigt werden kann. Ferner wird für die Komplettbearbeitungsmaschine weniger Aufstellfläche benötigt, was verbunden mit den geringeren Anschaffungskosten die Kapitalbindung des investierenden Unternehmens schmälert.
Komplett bearbeiten – Kosten sparen
Ein Beispiel: Mit der Maschinenplattform H200 von WMZ kann an beiden Enden eines wellenförmigen Bauteils mit je einem Drehrevolver und einer Wälzfräseinheiten hocheffizient gedreht und verzahnt werden. Bei diesem Beispiel stellt sich nicht mehr die Frage wie man die hergestellte Verzahnung entgratet, denn diese Aufgabe übernehmen die Drehwerkzeuge. Durch das Bearbeiten der Außenkontur zusammen mit der Verzahnung in einer Aufspannung werden höchste Rundlaufgenauigkeiten der Verzahnung realisiert. So lassen sich mit einer Wälzfräs- oder einer Wälzschäleinheit Verzahnungen bis Modul 7 und Qualität 6 herstellen. Im Sinne einer möglichst hohen Standzeit sind die Fräseinheiten der WMZ-Maschinen mit einer Shiftachse ausgestattet. So kann das Wälzfräswerkzeug optimal über die gesamte Breite genutzt werden ohne übermäßig zu verschleißen. Der Werkzeugwechsel sollte möglichst wenig Zeit in Anspruch nehmen, weshalb die Fräseraufnahme mit einem Schnellwechselsystem ausgestattet ist. Durch Einsatz von mehrgängigen Fräswerkzeugen kann die reine Wälzfräszeit mehr als halbiert werden.
Wälzschälen wirtschaftlich bei Innenverzahnungen
Für Bauteile, die innen verzahnt werden oder eine Störkontur aufweisen ist die Wälzfräs-Technologie ungeeignet. WMZ-Maschinen verzahnen in solchen Fällen vornehmlich unter Anwendung des Wälzschälverfahrens, auch bekannt unter dem Synonym „Power Skiving“. Die Technologie des Wälzschälens muss sich bei den erwähnten Anforderungen mit alternativen Technologien, wie dem Räumen oder dem Stoßen messen. Das Wälzstoßen erweist sich als inadäquat, da die üblicherweise für die Bearbeitung kleiner Losgrößen eingesetzte Technologie, aufgrund des diskontinuierlichen Prozesses mit unwirtschaftlich langen Bearbeitungszeiten einhergeht.
Das Räumen von Verzahnungen ist äußerst unflexibel, weil die Verzahnungsparameter bspw. das Zweikugelmaß, und somit die Qualität der Verzahnung ausschließlich durch die Geometrie der Räumnadel beeinflusst werden können. Zudem ist die Beschaffung von Räumnadeln mit sehr hohen Kosten verbunden. Die Werkzeugkosten für WMZ-Maschinen mit Wälzschäl-Modul halten sich hingegen in Grenzen, da dank einer Schwenkeinheit für die Grobbearbeitung zunächst ein kostengünstiges Schruppwerkzeug verwendet werden kann. Die anschließende Feinbearbeitung, als Garant für hohe Verzahnungsqualitäten, wird schließlich von einem hochpräzisen Schlichtwerkzeug übernommen.
Zur Vermeidung hoher Werkzeugkosten beim Wälzschälen hat sich das zweigleisige Werkzeugkonzept bei den Maschinen der Schwestergesellschaft PITTLER T&S bereits mehrfach bewährt. Grund genug, um im Rahmen des stetigen Technologieaustauschs zwischen den Unternehmen der DVS TECHNOLOGY GROUP neben der Verzahnungstechnologie auch das Werkzeugkonzept auf WMZ-Maschinen zu übertragen.