5-Achs-CNC-Effizienz steigern mit schnellen Schnellwechsel-Spannlösungen

Wenn Produktivität aus Ihrem CNC-Bearbeitungsbetrieb das Ziel ist, dann müssen Spannung und Vorrichtung stark sein und über den Betrieb hinweg in verschiedenen Operationen funktionieren. Sehen Sie, wie Unternehmen Output maximieren und Rüstvorgänge minimieren mit den richtigen Schnellwechsel-Unterstützungswerkzeugen.

Viele Werkstätten haben in ein 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum investiert, nur um festzustellen, dass zusätzlicher Investitionsbedarf besteht. Das liegt daran, dass die 6-Zoll-Maschinenschraubstöcke, die typischerweise an den bestehenden 3-Achs-Fräsen der Werkstatt verwendet werden – Schraubstöcke, von denen viele annehmen, sie würden auf ihrer neuen 5-Achs-Maschine gut funktionieren – nicht die nötige Freigabe bieten, um die Ober- und Seitenflächen eines Werkstücks zu bearbeiten.

Das relativ niedrige Profil des Schraubstocks bedeutet, dass Werkzeughalter-Interferenz fast garantiert ist, während seine rechteckige Form oft nicht auf den kleineren, oft runden Tisch eines 5-Achs-Bearbeitungszentrums passt.

Zudem sind die Stundensätze eines 5-Achs-Bearbeitungszentrums meist deutlich höher als bei einer 3-Achs-Maschine, was die Reduzierung der Rüstzeit zu einem noch wichtigeren Ziel macht. Daher ist eine Schnellwechsel-Spannstrategie fast eine Voraussetzung für 5-Achs-Bearbeitung, zumindest für Betriebe, die das volle Potenzial ihrer Werkzeugmaschine ausschöpfen wollen. Glücklicherweise sind die Kosten für dedizierte 5-Achs-Spannung und Schnellwechsel-Positioniersysteme im Vergleich zum Preis der Werkzeugmaschine vernachlässigbar. Wir sprechen mit mehreren Spann- und Vorrichtungsherstellern über die Innovationen, die dafür sorgen, dass 5-Achs-CNC-Maschinen auf optimalem Niveau arbeiten.

Stunden am 5-Achs-CNC maximieren: Späne machen, Geld verdienen

„Jeder in der Branche weiß: Wenn Sie keine Späne machen, verdienen Sie kein Geld“, sagt Ray Strickland, Vizepräsident Vertrieb und Marketing bei Raptor Workholding Products. „Deshalb haben wir die ‚Raptor 720 Challenge‘ gestartet, ein Programm, das 5-Achs-Bearbeitungszentrum-Besitzer und -Bediener dabei unterstützt, die vollen 720 Stunden, die ihnen in einem 30-Tage-Monat zur Verfügung stehen, zu nutzen.“

Strickland sagt, Raptor habe in den letzten zwei Jahren enormes Wachstum im 5-Achs-Bearbeitungsmarkt gesehen, und eine Reihe seiner Kunden in Luftfahrt und Medizintechnik seien dem Raptor 720 Challenge sehr nahe, berichten routinemäßig 680 Stunden oder mehr Spindel-Laufzeit pro Monat. Das Geheimnis, so merkt er an, sei, Spannung zu nutzen, „die entwickelt wurde, um den vollen Vorteil all dessen zu nutzen, wozu ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum fähig ist.“

Wie der Name andeutet, nutzt die „Raptor Schwalbenschwanz-Spannung“ einen Schwalbenschwanz-Spannmechanismus, um eine passende, vorgefertigte Fläche an den unteren ⅛ Zoll eines Werkstückrohlings zu greifen. Auf einem der kreisförmigen Riser-Blöcke des Unternehmens montiert, bietet dies maximalen Schneidwerkzeugzugang zu fünf der sechs Seiten des Werkstücks.

Um mehr über Raptor Schwalbenschwanz-Spannungen zu erfahren, sehen Sie dieses Video.

Quelle: Raptor Workholding Products

Raptor „Multi-Fixtures“ sind ebenfalls verfügbar, die es Zerspanern ermöglichen, vier oder mehr Werkstücke gleichzeitig in der Maschine zu spannen, sowie bearbeitbare „Klemmblöcke“ und selbstzentrierende Schraubstöcke, die mit Schwalbenschwanz- oder traditionellen Stufenbacken ausgestattet werden können.

„Das Raptor-System bietet Wiederholgenauigkeit im Bereich von fünf Zehnteln (0,0005 Zoll), und die verschiedenen Module können übereinander gestapelt werden für zusätzliche Freigabe und erhöhte Flexibilität“, sagt Strickland. „Ein Modul zu montieren oder ein Werkstück zu wechseln ist eine Sache von ein paar Schrauben, also minimaler spannungsbedingter Stillstand.“

Die einzige andere Überlegung ist das Schneiden der Schwalbenschwänze in die Werkstückrohlinge. Strickland merkt an, dass diese Operation nicht viel Zeit oder sogar eine super präzise Werkzeugmaschine erfordert – viele Raptor-Kunden widmen eine Kniemaschine der Rohlingvorbereitung – und es gibt Unternehmen, die diesen Service für eine geringe Gebühr anbieten.

„Wie auch immer Sie die Rohlinge vorbereiten, wir empfehlen dringend, dass Betriebe den Empfehlungen auf unserer Website folgen, einschließlich der Verwendung unserer Schwalbenschwanzfräser, die präzise die Winkel und Radien schneiden, um unsere Spannungen zu matchen“, erklärt Strickland. „Kunden haben bekanntermaßen eigene Lösungen entwickelt, was oft zu weniger konsistentem Greifen führt.“

Tiefer einsteigen. Erfahren Sie über alle Spannsysteme, die heute in der Präzisionsfertigung verwendet werden, in „How Workholding Can Improve Your CNC Lathe Operation“.

Heutige Spannung: Flexibel und kraftvoll – und für festen Griff ausgelegt

Raptor Workholding Products ist nicht das einzige Unternehmen, das fest im 5-Achs-Bearbeitungsbewegung steht. Brad Evans, Teamleiter für stationäre Spannung bei Schunk, sagt, dass Erfolg in diesem Bereich Spannung erfordert, die ein Gleichgewicht aus Steifigkeit und Zugänglichkeit bietet, mit kompaktem Profil, hohen Spannkräften und einer Auswahl an Backen, die das Teil sicher und präzise greifen können.

Um diese Bedürfnisse zu erfüllen, empfiehlt er die 5-Achs-Version der KSC-Serie Schraubstöcke des Unternehmens.

„Wir haben selbstzentrierende und Zweistationen-Modelle verfügbar“, sagt er. „Alle greifen an einem 3-bis-4-Millimeter-breiten Bereich entlang der Unterseite des Werkstücks, und wir haben eine Option für reversible, gezahnte Backen, die in das Material eindringen, sodass keine Vorfertigung nötig ist.“

Der Schraubstock nutzt eine Nut-und-Feder-Konstruktion, um Backenhub zu minimieren, und ist intern abgedichtet, um Kontamination zu verhindern. Er bietet auch eine der höchsten Spannkräfte für einen Schraubstock dieser Größe, laut Schunk.

Etwas tiefer gehen. Lernen Sie aus „4 Under-the-Radar Tips for 5-Axis CNC Productivity“.

Evans sagt, die Backen am KSC-Schraubstock können sehr schnell getauscht werden, aber um Rüstzeit weiter zu reduzieren und die Flexibilität an 5-Achs-Bearbeitungszentren und im gesamten Betrieb signifikant zu erhöhen, kann auch ein Schnellwechsel-Palettsystem verwendet werden.

Mit einem Haltebolzen und einem passenden donutförmigen Empfänger bietet das „VERO-S“ Palettsystem beispielsweise manuelle oder automatische Aktivierung, Wiederholgenauigkeit besser als 0,005 Millimeter (0,0002 Zoll), und eignet sich für eine breite Palette von Bearbeitungsanwendungen.

Um mehr über Schunks VERO-S Palettsystem zu erfahren, sehen Sie es hier in Aktion.

Quelle: Schunk

„Das VERO-S ist sehr flexibel“, sagt Evans. „Wir haben mehrere Größen und Konfigurationen verfügbar, sodass Sie einen einzelnen VERO-S-Knopf direkt am Werkstück befestigen, ein Paar oder mehr an einen Schraubstock, eine Palette, ein Futter – praktisch überall montieren können. Es ist präzise genug, dass Sie den Spannmechanismus mitten im Zyklus lösen, das Teil zu einem KMG bringen, um ein Merkmal zu prüfen, es dann zurück in die Maschine legen und Cycle Start drücken können.“

Das VERO-S kann von einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum zu einem 3-Achs zu einer Drehmaschine oder EDM gehen, alles ohne Neuspannen des Werkstücks, laut Schunk. Es kann auch offline eingerichtet werden, sodass der Spannwechsel buchstäblich Sekunden dauert. Einfach reinlegen und loslegen, erklärt Evans.

Wie viele Stunden holen Sie aus Ihrer 5-Achs-CNC-Maschine? Reden Sie darüber im Metalworking-Forum.