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Nutstossen auf Fräsmaschine - Erfahrungen?

Beitrag 17.09.2017, 08:48 Uhr
Rainer60
Rainer60
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Ein Hallo an die Gemeinde

Scheinbar wird von den Maschinenherstellern Nutenstossen auf Fräsmaschinen nicht empfohlen (Druck auf stehende Wälzkörper der Spindellagerung).
Deshalb wahrscheinlich auch keine HH-Zyklen dazu. Ein passendes Programm kriege ich schon irgendwie hin - was mir eher Sorge bereitet, ist die Haltbarkeit der Spindellagerung.

Derzeit liegt eine Anfrage auf dem Tisch. Dabei sollten in eine 6mm Bohrung, 2 gegenüberliegende 2mm Breite Keilnuten eingebracht werden.
Die Jahresmenge liegt bei mehreren tausend Nuten.
Als Werkzeug habe ich von Horn den Halter SB105 / Schneidplatte N105 ausgesucht. Die Zustelltiefe wäre laut Horn-Tabelle bei 0,04mm/Hub. Hubgeschwindigkeit bei 3'000 - 4'000mm/Min.
Material ist Vergütungsstahl 1.6582+QT mit einer Zugfestigkeit von 1000-1200N/mm2.
Somit würden bei 1200N/mm2 eine Kraft von 96N auf die Lagerung wirken. Bei minimaler Zustellung laut Horn von 0.03mm entsprechend weniger - was jedoch die Laufzeit wieder verlängert.
Die Maschine ist eine Fehlmann P56 mit SK30 Spindel und TNC620.

Das Ganze auf der Drehmaschine zu fertigen habe ich geprüft und wird zu aufwändig, zumal ich beim Fräsen der Aussenkontur (Splines mit Nut, Bohrung aussermittig) an Mehrfachspannung dachte. Leider darf ich keine Zeichnung einstellen.

Irgendwie habe ich das Gefühl, dass die 96N der Bearbeitung, alleine von der Masse des Spindelkopfes bei rund 3'500mm/Min. Hubgeschwindigkeit getragen wird.
Habe gestern den Maschinenhersteller nochmals angefragt, was in Bezug der Kraft, von der Spindellagerung zu erwarten ist.
Ich meine es gibt doch allerhand Kennwerte zu dynamischen Belastungen von Wälzlagern?
Mal schauen ob ich eine entsprechende Antwort kriege. Allerdings könnte ich verstehen, wenn der Maschinenhersteller sagt "bitte nicht".

Ich würde mich freuen über Erfahrungswerte was Spindelhaltbarkeit und Standzeit der Schneidplatte betrifft.

Gruss und Dank im Voraus!


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Gruss Rainer

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Beitrag 17.09.2017, 11:23 Uhr
zahnstange
zahnstange
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Hallo Rainer,

wir haben schon oft Nuten auf der Fräsmaschine gestoßen. Der breiteste Stahl war 12mm bei einer SK40. Da haben wir allerdings mit einer Vorrichtung die Spindel geklemmt. Ich sehe das bei deinem Anwendungsfall total unkritisch. Welche Bohrleistung hat die Maschine? Hier kommen sicher mehr als 96N Axialdruck auf die Lager.
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Beitrag 17.09.2017, 12:36 Uhr
Guest_guest_*
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Gast



Ich nehme an, daß die 96N die theoretische Schnittkraft ist.
Je nach Spindeldimensionierung und Maximaldrehzahl werden auch unterschiedliche Spindellager eingesetzt. Hier ist die komplette Bandbreite der Wälzlagertechnik möglich. Einige Wälzkörpermaterialien, die vornehmlich in Spindeln mit sehr hoher Grenz-Drehzahl eingesetzt werden, sind sehr temperaturbeständig, haben dafür aber eine deutlich geringere Fähigkeit hohe Axiallasten und Schläge zu überleben.
Deswegen kann man nicht generell sagen, ob Nutenstoßen mit einer Fräsmaschine möglich ist.
Bei einer Spindel mit SK30 gehe ich mal davon aus, daß die Maschine und natürlich auch die Spindel nicht für Grobzerspanung ausgelegt sind.
Hier würde ich schon aus dem Bauch heraus davon abraten, Nutstoßen mit starrem Werkzeug in Erwägung zu ziehen.
Eine Möglichkeit gäbe es aber doch noch:
Für ältere Universalfräsmaschinen, wie Deckel FP1 und die Thiel 58, gab es einen Stoßkopf als Zubehör.
Dieses Funktionsprinzip haben einige wenige Hersteller von Werkzeugaufnahmen wieder aufgegriffen und verfeinert.
EWS bietet zum Beispiel so einen Stoßkopf als Zubehör mit VDI- und BMT-Schaftaufnahmen, für Drehmaschinen, in gerader und abgewinkelter Ausführung an. Nutstoßkopf SLOT
Vor einiger Zeit habe ich so einen Kopf auch auf einer Fräsmaschine mit SK40 gesehen.
Vielleicht können die Jungs von Google da ja weiterhelfen. wink.gif
Bei der Version für die Fräsmaschine müßte die Aufnahme und das Werkzeugwechselprogramm wie bei einem Querfräskpf angepasst werden.
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Beitrag 17.09.2017, 14:02 Uhr
Rainer60
Rainer60
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Hallo Zahnstange
Die Bohrleistung beträgt ø40mm in Stahl.
Wobei die Leistung mit Vorsicht zu geniessen ist, wie guest schon anmerkte. Die Belastung beim Bohren erfolgt in rotierender Bewegung. In meinem Fall würden die Kugeln stehen.

Was ich noch nicht im Detail geprüft habe, ist die Spindelpositionierung resp. Spindelklemmung.
In die Bohrung sollten 2 Keilnuten. Also erste Nut in Pos. 0° zweite Nut in Pos. 180°
Die Breitentoleranz liegt im Plusbereich. Horn hat keine Schneidplatte mit passendem Übermass. Muss also bei jedem Hub seitlich pendeln um die gewünschte Toleranz zu erreichen.
Bin mir nicht sicher, welches Haltemoment der Spindelantrieb bringt.

Die Nutstossvorrichtungen habe ich mir auch schon angesehen. Diese müsste ich gegen den Spindelkopf abstützen, sonst habe ich die Kraft wieder auf den Kugeln.

Hab noch eine "Basteiei" im Hinterkopf. Mittels M-Befehl eine Klemmvorrichtung ansteuern, welche die Bearbeitungskraft und Spindelposition aufnimmt. Hat vielleicht jemand sowas schon gesehen oder gar gemacht?

Danke für die Anteilnahme an meinem Problem!


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Gruss Rainer

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Beitrag 17.09.2017, 15:34 Uhr
zahnstange
zahnstange
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Hallo Rainer,

klar, ist ne Stoßbelastung. Ich sehe es aber trotzdem als unkritisch. Deine Lager sind sicher größer, als der Teilkreis deiner beiden Nuten. Die Belastung verteilt sich ja auch auf mehrere Kugeln. Solltest du dennoch Bauchschmerzen haben, dann wäre vorbohren evtl. ne Alternative.

Viel größer sehe ich das Problem mit den Haltekräften und der Positioniergenauigkeit an der Spindel. Das hat bei uns auch nicht hingehauen. Wir haben uns eine Platte mit Klemmbohrung Außendurchmesser Spindel gemacht und diese am Spindelgehäuse festgeschraubt. So war die Spindel gegen Verdrehung gesichert.

Wie man sowas automatisiert lösen kann, ist mir im Moment unklar.


Wünsche viel Erfolg bei der Umsetzung!
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Beitrag 17.09.2017, 16:52 Uhr
Rainer60
Rainer60
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ZITAT(zahnstange @ 17.09.2017, 15:34 Uhr) *
Hallo Rainer,

klar, ist ne Stoßbelastung. Ich sehe es aber trotzdem als unkritisch. Deine Lager sind sicher größer, als der Teilkreis deiner beiden Nuten. Die Belastung verteilt sich ja auch auf mehrere Kugeln. Solltest du dennoch Bauchschmerzen haben, dann wäre vorbohren evtl. ne Alternative.

Viel größer sehe ich das Problem mit den Haltekräften und der Positioniergenauigkeit an der Spindel. Das hat bei uns auch nicht hingehauen. Wir haben uns eine Platte mit Klemmbohrung Außendurchmesser Spindel gemacht und diese am Spindelgehäuse festgeschraubt. So war die Spindel gegen Verdrehung gesichert.

Wie man sowas automatisiert lösen kann, ist mir im Moment unklar.


Wünsche viel Erfolg bei der Umsetzung!


Hallo Zahnstange
Danke für Deine Anregung. Ich meine eben auch, dass die feinen "Nöckelispäne" der Spindellagerung nicht allzuviel anhaben können.
Mal schauen welche Art von Lagern verbaut sind (guest) und was der Hersteller meint.

Spindelpositionierungsidee:
2 Zylinderstifte seitlich in die Fräsaufnahme bringen. Von aussen eine Gabel ansteuern, welche die Position hält.
Die Gabel feinjustierbar auf einer Linearführung.
Aber eben - bis die Mechanik und Detektion der Zylinderposition der Gabel prozesssicher im Programm läuft wird einiges an Zeit benötigt.
Schaumermal...


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Gruss Rainer

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Beitrag 18.09.2017, 16:33 Uhr
N0F3aR
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Hallo Rainer,

wenn es wirklich um so eine große Stückzahl geht würde ich die SK30 Aufnahme etwas verändern und an dem Spindelgehäuse das ganze abstützt.
Für die Positionierung würde ich am Futter eine Scheibe anbringen mit zwei Passfedernute und einer Klemmschraube für die Justage. Auf der Maschine würde ich dann nur einen Stift raus fahre lassen der in die Passfedernut eingreift. Die Feder im Futter ist nur damit die Scheine mit den Passfedernuten etwas vom Spindelgehäuse wegdrückt wenn du das Werkzeug um 180° drehen musst.

Lg
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Beitrag 18.09.2017, 16:43 Uhr
Unterfranke
Unterfranke
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Hallo,

ich würde bei großen Stückzahlen überlegen, mir ein beidseitiges Stoßwerkzeug aus einem Vollhartmetallstab schleifen zu lassen. Vorteil wäre, dein Werkzeug muss nicht exakt gerade stehen und Du kannst auf das Maß schleifen lassen, welches du brauchst. Der Kantenbruch könnte auch gleich mit angebracht werden.
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Beitrag 18.09.2017, 17:06 Uhr
Sophie89
Sophie89
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Und dann gleichmäßig und gleichzeitig in X+ und X- zustellen? coangry.gif

Der Beitrag wurde von Sophie89 bearbeitet: 18.09.2017, 17:06 Uhr
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Beitrag 18.09.2017, 19:11 Uhr
Hudson
Hudson
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Hallo,


Dieses Thema wurde schon einmal diskutiert, siehe

https://de.industryarena.com/siemens/forum/...42u--64225.html

Vielleicht hilft die enthaltene Diskussion auch in diesem Falle.

MfG
Hudson
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Beitrag 18.09.2017, 19:35 Uhr
Hudson
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Beiträge: 43

ZITAT(Hudson @ 18.09.2017, 19:11 Uhr) *
Hallo,


Dieses Thema wurde schon einmal diskutiert, siehe

https://de.industryarena.com/siemens/forum/...42u--64225.html

Vielleicht hilft die enthaltene Diskussion auch in diesem Falle.

MfG
Hudson


Nachtrag: siehe Video ab 00:58

https://www.youtube.com/watch?v=LeB0nMYitGU
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Beitrag 19.09.2017, 06:29 Uhr
Rainer60
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Hallo Berufskolleg-inn-en

Vielen Dank für die Inputs!

@Unterfranke:
Die doppelte Räumnadel war mein erster Gedanke. Um die skurile Aussenkontur während der Produktion zu kontrollieren, habe ich lediglich 2 Punkte zur Verfügung. Die Position der Keilnuten bilden die Basis. Wenn die Keilnuten etwas verdreht sind, habe ich ein Problem. Die Räumnadel sind auch ein Kostenpunkt. Räumen ist immer so ne Sache, wenn die Nadeln nicht gezogen werden können.

@N0F3aR:
Abstützung am Spindelgehäuse wäre sehr hilfreich. Allerdings wird dies nur an wenigen Punkten möglich sein, wegen dem Greifer des Werkzeugwechslers. Irgendwelche Nadellager mit exakter minimaler Vorspannung wäre ein Ansatz. Die Lauffläche könnte ich Läppen, damit die Vorspannung gleichmässig ist.
Dein Vorschlag mit der Feder am Futter habe ich nicht so ganz kapiert - tönt aber interessant!

@Hudson:
Danke für die Links! Scheinbar ein altes Problem. Zu meiner Schande muss ich zugeben, nicht in der Suche danach gesucht zu haben.

Die ideale Lösung wäre somit die nicht vorhandene C-Achse und eine fixierte Werkzeugaufnahme, welche gleichzeitig die Bearbeitungskräfte aufnimmt.


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Gruss Rainer

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Beitrag 19.09.2017, 13:51 Uhr
Unterfranke
Unterfranke
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Beiträge: 47

Hallo

@Unterfranke:
Die doppelte Räumnadel war mein erster Gedanke. Um die skurile Aussenkontur während der Produktion zu kontrollieren, habe ich lediglich 2 Punkte zur Verfügung. Die Position der Keilnuten bilden die Basis. Wenn die Keilnuten etwas verdreht sind, habe ich ein Problem. Die Räumnadel sind auch ein Kostenpunkt. Räumen ist immer so ne Sache, wenn die Nadeln nicht gezogen werden können.

Ich habe dabei schon an stoßen gedacht. Mit dem Doppelwerkzeug wäre sicher gegeben, dass die beiden Nuten zueinander genau stimmen. Nur das Werkzeug einwechseln und fixieren ist sicher auch wesentlich einfacher, als dieses nochmal genau um 180° zu drehen.
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Beitrag 19.09.2017, 19:15 Uhr
Rainer60
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ZITAT(Unterfranke @ 19.09.2017, 13:51 Uhr) *
Hallo

@Unterfranke:
Die doppelte Räumnadel war mein erster Gedanke. Um die skurile Aussenkontur während der Produktion zu kontrollieren, habe ich lediglich 2 Punkte zur Verfügung. Die Position der Keilnuten bilden die Basis. Wenn die Keilnuten etwas verdreht sind, habe ich ein Problem. Die Räumnadel sind auch ein Kostenpunkt. Räumen ist immer so ne Sache, wenn die Nadeln nicht gezogen werden können.

Ich habe dabei schon an stoßen gedacht. Mit dem Doppelwerkzeug wäre sicher gegeben, dass die beiden Nuten zueinander genau stimmen. Nur das Werkzeug einwechseln und fixieren ist sicher auch wesentlich einfacher, als dieses nochmal genau um 180° zu drehen.


Hallo Unterfranke
Bei der 6mm Bohrung habe ich schon sehr beengte Verhältnisse mit nur einer Schneide, aber das mit der Positionierung ist ein guter Ansatz.

Der Maschinenhersteller hat mein Anliegen an den Spindellager Hersteller weitergeleitet in Sachen Spindellager Belastbarkeit. Bin gespannt auf die Rückmeldung.


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Gruss Rainer

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Beitrag 19.09.2017, 19:48 Uhr
V4Aman
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Stoßen mit nur 2mm Breite sollte wohl kein Problem darstellen wink.gif


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Gruß V4Aman


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Alle sagten: "Das geht nicht." Dann kam einer, der wusste das nicht, und hat's einfach gemacht.
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Beitrag 19.09.2017, 22:44 Uhr
käse
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Hallo Reiner,

schau dir mal die Nutstoßwerkzeuge von SIMTEK an. Für Breite 2 und Durchmesser 6 haben sie Werkzeuge mit beidseitiger Schneide im Katalog. Das könnte dir das Rotieren des Werkzeug um 180° ersparen.

Gruß käse
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Beitrag 20.09.2017, 12:23 Uhr
Rainer60
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Hallo zusammen

Habe Nachricht vom Maschinenhersteller erhalten.
Wenn die Bearbeitungskraft 250N garantiert nicht übersteigt, wäre dies für die Spindellagerung kein Problem.
Dies gilt jedoch nur für meine 12'000er Spindel, welche Fehlmann inhouse fertigt!
Also nicht 1:1 übertragbar auf andere Spindeln wie guest schon anmerkte.

@Zahnstange: Somit lagst Du mit Deinem Gefühl richtig (hastes im Urin gespürt?) daumup.gif

@ Unterfranke: Das mit dem beidseitigen Räumwerkzeug war der richtige Hinweis! daumup.gif

@Käse: Simtek hatt's! super.gif danke.gif War durch die Wendeplattenvariante von Unterfrankes Tipp abgekommen.
Habe heute bei Simtek angefragt und bin gespannt auf das Angebot.
Die Spindelsteifigkeit ist bei meiner Maschine nicht gegeben, weil die Funktion nicht vorgesehen war. Somit muss ich mich "nur" noch um die Spindelarretierung kümmern und kann die Drehung vernachlässigen.


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Gruss Rainer

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Beitrag 20.09.2017, 22:20 Uhr
V4Aman
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ZITAT(Rainer60 @ 20.09.2017, 13:23 Uhr) *
...welche Fehlmann inhouse fertigt!


Schon klar dass sie die Spindel nicht draußen fertigen. nein.gif


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Gruß V4Aman


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