[Stephh]

Hallo zusammen,

ich möchte mich erst mal kurz vorstellen, mein Name ist Stephan, ich habe Elektriker gelernt und anschließend Elektrotechnik studiert.
Die letzten 3,5Jahre habe ich bei einem großen Maschinenbauunternehmen gearbeitet und NC-Steuerungen Softwareseitig an NC-Bearbeitungszentren adaptiert.

Nun konnte ich nicht genug von der Materie bekommen und so der Zufall wollte, lief mir letztes Jahr eine FP4CC/T mit Steuerungsdefekt zu. Die alte Steuerung (Dialog 11) wurde entfernt und auf eine Heidenhain TNC320 umgerüstet. Der komplette Antriebsstrang und auch die Messysteme wurden behalten.

Seit Ende letzten Jahres läuft die Maschine nun erfolgreich und ich arbeite mich so langsam in die Bedienung als Maschinenbediener ein.

Jetzt ist mir letztens bei einem Frästeil aufgefallen, dass ich beim Wälzen sehr komische Wellen auf dem Werkstück bekomme, welche mit zunehmender Drehzahl stärker werden.

Folgende Dinge habe ich bereits unternommen:
Alle Achsen neu optimiert => keine Besserung
Maschine neu ausgerichtet => keine Besserung
Achspositionen bei Spindelhochlauf (0-100%) aufgezeichnet um Resonanzen sichtbar zu machen => keine Auffälligkeiten
Tests mit Vertikal und Horizontalspindel => Horizontalspindel sieht deutlich besser aus
Tests mit geklemmter und gelöster Z-Achse => keine Unterschiede erkennbar weder Horizontal noch Vertikal
Vertikalkopf, Achse deaktiviert und manuell (Akkuschrauber) verfahren um Probleme am Messystem auszuschließen => Problem bleibt Identisch vorhanden

Was ich noch für Ideen habe:
mit SK40-Prüfdort Rundlauf messen (ich habe noch keinen Dorn aufgetrieben)

Gefräst wurde mit VHM 2Schneider 16mm und VHM TIAlN4 Schneider, Schnittdaten nach Herstellervorgabe,
Material Alu und Stahl.
Werkzeugaufnahmen: Weldon, ER32 Spannzange, Hydrodehnspannfutter

Meine Vermutung geht aufgrund der ganzen Versuche nun sehr stark in Richtung Spindellager defekt, oder Spindel sonst irgendwie verstellt, defekt?

Daher meine Frage an euch, was könnte dieses Fräsbild verursachen, was sollte ich noch testen und zu guter Letzt, kann ich einen Lagertausch selbst durchführen?

Die Maschine wird rein zum Hobby genutzt, daher muss ich die Kosten irgendwie im Ramen halten, Zeit ist dagegen kein Problem und lernen tu ich auch gern was dabei.

Im Anhang befindet sich ein Bild mit einem Vergleich, Horizontal/Vertikalkopf, Fräser 16mm VHM 2Schneider, fz=0,08, Ae=0,5mm Aluminiumsorte unbekannt.

Vielen Dank für Eure Antworten.

Gruß
Stephan

edit: Ich habe gerade bemerkt, beim Vertikalkopf sind die Drehzahlen falsch herum geschrieben...

 hori_verti.jpg ( 103.33KB ) Anzahl der Downloads: 133


Der Beitrag wurde von Stephh bearbeitet: 16.06.2019, 20:05 Uhr

[Rainer60]

Hoi Stephan
Als erstes würde ich Spindelspiel und Rundlauf am Innenkonus prüfen. Das Spiel erstmal mit der Daumendrück-Methode. Danach den Rundlauf des Fräsers an den Schneiden und das Spindelspiel durch erhöhten Druck auf den Fräserschaft. Der Schaft sollte wieder auf das ursprüngliche Mass zurückfedern von allen 4 Seiten her. Ist dies nicht der Fall, dann kannst versuchen die Spindelvorspannung etwas (!!!) zu erhöhen. Die Spindel darf sich von Hand nicht strenger drehen lassen!
Wird die Spindel warm nach längerer Laufzeit? Ist ein erhöhtes Spindellagergeräusch hörbar bei erhöhten Drehzahlen? Das das Lagergeräusch mit erhöhter Drehzahl zunimmt ist klar, aber geht es - wie soll ich sagen - eher in eine ungewöhnliche Resonanz über?

BTW: Höherpreisige Fräser geben i.d.R. bessere Oberflächen beim Walzfräsen. Ebenso was Ebenheit und Winkligkeit anbetrifft - so zumindest meine Erfahrung.

[brueckmeister]

Ich würde auch mal einen jungfräulichen Fräser mit 3 Schneiden ausprobieren, die Kontur mit 0,2 mm Aufmaß vorschruppen und danach mit Fz 0,02 und hoher Drehzahl schlichten.

mfg

[Stephh]

Vielen Dank für eure Antworten.

Das mit dem Vermessen werde ich so probieren und meine Ergebnisse mitteilen.
Wo und wie man die Spindelvorspannung nachstellt ist mir im Moment nicht klar. Aber ich denke das lässt sich herausfinden, wenn’s soweit ist.

Die Spindel wird im Betrieb freilich warm, aber nicht heiß, also ich würde sagen handwarm nach 30 Minuten Dauerlauf.
An sich finde ich die Geräusche auch weiter nicht bedenklich, aber da kann ich mich auch täuschen, ich bin nur Motorspindeln gewohnt die sind natürlich deutlich leiser als hier die ganze Spindeleinheit mit Riemen, Getriebe usw.
Die Spindel lässt sich locker von Hand drehen.

Vielleicht sollte ich zu meinem Fräsprozess noch ein paar Angaben machen,
Die Beispielbilder sind mit folgendem Fräser entstanden: 2Schneider 16mm
Alternativ habe ich auch einen 4Schneider VHM TIAln HPC Fräser 12mm TIAlN und folgenden Holex versucht: Holex 16mm

Ich denke die Fräser sind alle nicht verkehrt und sie waren auch alle neu.

Mit diversen weiteren Fräsern habe ich auch schon andere Materialien zerspant, Ae zwischen 0,1 und 0,6 probiert, was nie einen Unterschied machte.
Im Regelfall zerspane ich ohne Schmierung (trocken) ich hab’s aber auch schon mit MMS versucht, was auch nichts verändert hat.
Um meine Schnittdaten zu verifizieren, habe ich nun einem Freund ein Stück von dem Alublock und einen neuen Fräser mitgegeben (16mm VHM 2Schneider), er wird an einer Hermle C42 meine Schnittdaten testen, dann sollte alles klar sein ob‘s das Werkzeug oder Material ist oder nicht. Ich denke aber jetzt schon, dass ich das ausschließen kann.

Gruß
Stephan

[zahnstange]

Hallo,

bei einer Maschine, die ca. 25 Jahre alt ist, kann man fast davon ausgehen, dass die Spindellagerung nicht mehr ganz in Ordnung ist. Das zeigt ja auch, dass horizontal die Fräsergebnisse wesentlich besser sind. Du wirst langfristig nicht um eine Überholung des Kopfes rumkommen. Bis dahein würde ich folgendes versuchen: Schlichtfräser mit 6-8 Schneiden und 45 Grad Spiralwinkel nehmen, evtl. seitliche Zustellung vergrößern. Hiermit stellst du sicher, dass mehrere Schneiden immer im Eingriff sind. Eine Erhöhung des Schnittdruckes sollte das Fräsergebnis zusätzlich verbessern.

[Stephh]

Schönen Abend zusammen,

ich komm gerade aus der Werkstatt und habe versucht eure Vorschläge umzusetzen.

Begonnen habe ich mit den Messungen wie von Rainer vorgeschlagen.
Gemessen habe ich mit einem billigen Fülhebelmessgerät mit 0,01mm Teilung.
Eine Messuhr zum Vergleich brachte das gleiche Ergebnis, also denke ich es passt.
Alle Angaben genauer 0,01mm sind Schätzungen Aufgrund der Zeigerstellung zwischen 2 Strichen.

Rundlauf Spindelkonus:
soweit wie möglich unten: Z=0mm
Z=0mm Rundlauf: 0,01mm
Z=-3mm Rundlauf: 0,01mm
Z=-6mm Rundlauf: nicht ganz 0,01mm eher so Richtung 0,009mm
Z=-9mm Rundlauf: nicht ganz 0,005mm eher so Richtung 0,006mm

Spindlespiel:
Ich wusste nicht wirklich wie ich das messen sollte, soweit ich verstanden habe, mit dem Daumen in den Konus drücken und schauen ob das Messgerät ausschlägt. Das hab ich aber nicht wirklich hinbekommen

Rundlauf Fräserschaft:
Versuchsaufbau:
20mm VHM Fräser 4Schneiden (der Dickste den ich habe)
ER32 Aufnahme Diebold (gebraucht gekauft sieht aber gut aus)
ER32 Spannzange 20mm Fahrion Rundlauf <5um neu

Rundlauf: 0mm - 0,025mm

Rundlauf Fräserschneiden (höchster Punkt):
Schneide1 = 0mm
Schneide2 = 0,02mm
Schneide3 = 0,04mm
Schneide4 = 0,03mm

Messung Druck auf den Fräser:
Druck von Rechts:
Erreichte Auslenkung am Schaft: 0,02mm
Auslenkung nach "Zurückfedern": 0,005-0,008mm

Druck von Link:
Erreichte Auslenkung am Schaft: 0,02mm
Auslenkung nach "Zurückfedern": 0,002mm

Druck von Vorne:
Erreichte Auslenkung am Schaft: 0,01mm
Auslenkung nach "Zurückfedern": 0,002mm

Druck von Hinten:
Erreichte Auslenkung am Schaft: 0,02mm
Auslenkung nach "Zurückfedern": 0,005mm

Erwärmung der Spindel:
Ich habe die Erwärmung der Spindel noch einmal etwas genauer untersucht. Nach 10Minuten mit 6000U/min konnte ich direkt an der Spindel (Frei von der Verkleidung) keine Erwärmung feststellen.

Mehrschneiden Fräser:
Zu guter Letzt habe ich dann noch den Vorschlag von Zahnstange ausprobiert.
Ich habe leider nur einen Fräser mit vielen Schneiden (Z=6) und d=12mm.
Die Ergebnisse waren bei Ae 0,5-5mm in Alu aber eher ernüchternd und kamen sehr nah an das was mir auch der 2 und 4 Schneider produzieren.

Was sagt Ihr zu diesen Ergebnissen? Mir kommen bis zu 0,04mm an der Schneide schon sehr viel vor.

Gruß
Stephan

[Stephan EM]

Hallo,

die Lagerung ist total am Ar.... So wie das Fräsbild das auch zeigt und das ist nicht unerklärbar. Alles was schlechter als 0,005 im Konus ist, ist absoluter Müll! Soll sind 0,002 im Konus.
Und nein man kann die Lagerung nicht nachstellen es handelt sich um Spindelkugellager!

Grüße Stephan

[Stephh]

die Lagerung ist total am Ar....

Hallo Stephan,

danke für deine Antwort, genau das habe ich leider auch schon vermutet.
Also müssen die wohl über kurz oder lang getauscht werden.

Kann man den Lagertausch selbst durchführen, oder ist hierführ zwingend ein Servicetechniker erforderlich?
Könnt Ihr mich eventuell dabei auch ein wenig Anleiten und mir helfen, bei der Auswahl der richtigen Lager?

Ich habe zwar den Teileplan mit Schnittbildern der Spindel da, aber leider stehen da fast nur Deckel Teilenummern an den Lagern.

Ich denke es wird reichen die beiden 2001-1153 und da 2001-1152 im Unteren Teil für die Lagerung des Werkzeugs zu tauschen.
Für die Lagerung des 45°Getriebes ist noch ein 2001-1162 und ein 2001-1151 sowie ein 6003 2Z DIN 625 am Geber verbaut.

Gruß
Stephan

[Rainer60]

Hoi Stephan
Kenne den Spindelaufbau nicht, aber würde mich doch wundern, wenn die Spindellager nicht weiter vorgespannt werden können.
Kannst ein Bild vom Schnitt der Spindellagerung hier einstellen?
Ich habe vermutet, dass die Spindel nicht warm wird, weil die Vorspannung zu gering ist und so das „Spindelspiel“ entsteht.
Der Fräserrundlauf von 4/100 ist nicht berauschend.

Folgendes könntest noch versuchen:
Messe den Fräser aus und markiere die Rundlaufabweichungen zum Schaft. Nimm ein ER Spannzangenfutter, ermittle dessen Rundlaufabweichung und spanne den Fräser so ein, dass sich der Rundlauffehler möglichst minimiert. Wenn die Überwurfmutter nicht voll angeknallt ist, kannst mit einem Kupferdorn den Rundlauf noch etwas optimieren, indem seitlich an die Mutter klopfst. Musst halt ein wenig rumpröbeln mit der Anzugskraft vor dem richten und anschliessendem festziehen. Bei kleinen Fräsern kann man so noch was rausholen, weil die Spannkraft nicht übermässig hoch sein muss. Bei grösseren Fräsern hab ich es noch nicht gemacht. Tönt etwas „hemdsärmelig“ aber ein Versuch im privaten Bereich wäre es mir Wert.

So kannst zumindest testen, wie sich der verbesserte Rundlauf auf das Fräsergebnis auswirkt.

Die Spindellager sind gekennzeichnet mit einem Zahlencode. Wenn keine konkrete Bezeichnung in den Maschinenunterlagen findest somit kein Problem. Mit dem Zahlencode kriegst die Spindellager bei jedem gut sortierten Wälzlagerhändler.

Wünsche gutes Gelingen!

[Stephan EM]

Hallo Rainer,

es sind Spindelkugellager die Vorspannung wird ab Lagerhersteller vorgeben! Bxxxx-P4-UL!!!!
Bitte behauptet doch nicht immer völligen technischen Nonsens!
Da kann man nichts nachstellen!
Wenn man jetzt in Afrika wäre könnte man darüber nachdenken den Lager- Innenring oder Außenring ab zu schleifen aber das ist wie gesagt Nonsens.

Und nein Stephan.
Oben und unten unbedingt komplett machen. Genauso wie die Lagerung des Kegelradtriebes. Die Lager alleine kosten im Fachhandel und nur da würde ich Hochpräzisionslager beziehen, ca. 2000€
Dazu kommt noch ein Hochgeschwindigkeitsfett die Kenntnis über die nötige Menge von Fett....
Ich weiß nicht ob du das selbst machen kannst.
Und wenn man den Fräskopf schon zerlegt hat so sind in der Regel Spanner und dessen Drehdurchführung sowie de Stützlagerung des Drehgebers und der Zahnriemen zu erneuern!
Und nein ich mache solche Arbeiten Bei Kunden nur sehr ungerne da in der Regel eine saubere Arbeitsumgebung sowie die nötigen Messmittel (Messplatte... fehlen).

Grüße Stephan

[Stephh]

Danke für eure Antworten,

Wenn ich dich richtig verstehe Stephan, müssen alle 6 Lager am Vertikalkopf getauscht werden.
Im Schnittbild des Vertikalkopf habe ich die meiner Meinung nach zu wechselnden Kugellager markiert.
Der Zahnriemen und die Drehdurchführung sollten dann ja nicht mehr die Welt ausmachen, bei der Summe.
Kannst du mir auch den genauen Namen der Lager nennen? Aus den Deckelnummern werde ich leider nicht schlau.

Ich werde die Tage auch mal einen Servicetechniker kontaktieren, ob er solche Arbeiten übernimmt und was das kosten würde.

Eigentlich habe ich gehofft so mit 1500-2000€ aus der Sache raus zu kommen aber wenn bereits die Lager alleine diese Summe übersteigen, bin ich auf eine Böse Überaschung gespannt.

Gruß
Stephan

Der Beitrag wurde von Stephh bearbeitet: 22.06.2019, 17:59 Uhr

Angehängte Datei(en)

 IMG_6738.jpg ( 1.08MB ) Anzahl der Downloads: 42

 

[Stephan EM]

Hallo,

das oberste ist kein Lager sondern Teil des Spanners.

Wenn man so ein Ding schon zerlegt macht man immer auch die Lagerung des Kegelradsatzes neu.
Also sind es insgesamt 7 Hochpräzisionslager. Dann noch die Drehdurchführung, Sondervariante für Deckel, Tellerfedern, Zugstange auf Riefen kontrollieren, Tragbild des Kegelradsatzes kontrollieren und gegbenfalls neu einstellen (Schleifen von Distanzscheiben)
Und zu guter Letzt wen man fertig ist noch den Konus schleifen.
Dann hat man alles richtig gemacht und erreicht wieder die Neutoleranzen!
Ist man schlechter als neu hat man was falsch gemacht und das System wird nach kurzer Zeit wieder versagen!

Grüße Stephan