Spannsystem

Gegen das Auswandern

Beim Hochleistungsfräsen hat es der Fräser echt schwer. Hohe Zugkräfte machen ihm zu schaffen. Damit der Fräser aber während der Produktion nicht auswandert oder gar bricht, hat das Unternehmen Haimer das Safe-Lock System entwickelt, das genau das verhindern soll.

Mit dem neuen Spannsystem von Haimer verbessert Sandvik Coromant die Fräsbearbeitung von ISO S-Materialien. Diese Werkstoffe, beispielsweise Titan, werden häufig für Rahmenbauteile in der Luft- und Raumfahrt verwendet (Bild: Sandvik Coromant)

Beim Fräsen entstehen viele Werkstücke aus dem Vollen, wobei oft bis zu 90 Prozent des Materials zerspant werden. Um den Prozess wirtschaftlich und qualitativ zu optimieren und ein hohes Zeitspanvolumen zu erreichen, werden meist hohe Drehmomente und Vorschubkräfte sowie niedrige Drehzahlen gewählt. Bei diesem Hochleistungsfräsen treten dann hohe Zugkräfte auf. In Verbindung mit hohen Schnitt- und Vorschubkräften führen sie zu einer Walkbewegung des Werkzeugs im Futter. Es besteht die Gefahr, dass der Fräser aus dem Futter gezogen wird. Das betrifft insbesondere alle Werkzeugaufnahmen, die eine genaue Spannung mit guter Rundlaufgenauigkeit bieten, wie zum Beispiel Schrumpf-, Hydrodehn- oder auch Kraftspannfutter.

Oftmals wird dem Kunden vermeintliche Sicherheit durch die Angabe hoher Haltemomente in Nm vorgegaukelt. Dem widerspricht Franz Ziegltrum, Leiter Qualitätsmanagement bei Haimer: „Leider ist das Problem komplizierter. Nur mit Spannkraft alleine kann das Auswandern des Fräsers nicht verhindert werden. Denn das ist ein langsamer, schleichender Prozess. Wäre die Spannkraft des Futters überschritten, würde der Fräser im Futter durchdrehen und sofort brechen. Den dynamischen Prozessen in der Schwerzerspanung ist mit rein reibschlüssiger Spannung nicht beizukommen.“

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Mangels Alternative mussten viele Anwender bis dato auf herkömmliche Weldon-Aufnahmen ausweichen, deren Spannschraube einen Formschluss bewirkt. Damit lassen sich beliebig hohe Drehmomente übertragen, bis der Fräser schließlich bricht. Allerdings holen sich Weldon-Anwender Nachteile ins Haus: Ungenauer Rundlauf, der die Produktivität durch aufkommende Vibrationen beeinträchtigt, schlechte Spannung, da der Schaft im Futter ein bisschen Luft benötigt und schlechte Wuchtgüte durch die einseitige Spannfläche sowie eine kurze Lebensdauer der im HPC-Fall teuren Werkzeuge.

Ein neuer Standard?

Das Haimer Safe-Lock System bietet Abhilfe und kann den Weldon als Standard ablösen. Das trifft für alle Applikationen von Titan über Aluminium bis hin zum gewöhnlichen Werkzeugstahl zu, bei denen derzeit Weldon-Aufnahmen im Einsatz sind. Haimer ist ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen in Igenhausen. Es entwickelt und fertigt innovative, hochpräzise Produkte hauptsächlich auf dem Gebiet der Werkzeugspannung: Mechanische Werkzeugaufnahmen in allen gängigen Schnittstellen und Längen, Schrumpffutter, Werkzeugauswuchtmaschinen, 3D-Taster, Zentriergeräte, induktive Schrumpfgeräte und Zubehör. Von den rund 270 Mitarbeitern weltweit arbeiten 220 im Fertigungsbetrieb in Igenhausen. Das neue System ist eine integrierte Auszugsicherung für Schaftwerkzeuge, die Reib- und Formschluss vereint. Dies wird durch die spiralförmigen Nuten erreicht, die in den Werkzeugschaft eingeschliffen werden. In Kombination mit entsprechenden Mitnehmerstiften in der Werkzeugaufnahme, wie Schrumpfaufnahmen, Spannzangen- oder auch Hydrodehnspannfutter, verhindern sie, dass bei Extrembearbeitungen das Werkzeug durchdreht oder aus dem Futter gezogen wird. Bei teuren Werkstücken verursacht das hohe Kosten. Die Kombination von Auszugsicherheit und hoher Rundlaufgenauigkeit führt zu einer schwingungsarmen und effizienten Zerspanung. So ist es möglich, das Zeitspanvolumen bis Faktor 2 zu erhöhen, indem die Schnitttiefen sowie die Vorschübe gesteigert werden.

Das System ist in allen Spannsystemen lieferbar. Es ist nicht auf Schrumpffutter beschränkt. Es lässt sich ebenso in Spannzangen- oder Hydrodehnspannfutter integrieren. Um auch Kunden ohne Schrumpfgerät bedienen zu können, bietet Haimer eine erweiterte Kollektion an Hochleistungsspannzangenfuttern an. Je nach Anforderung empfiehlt das Unternehmen für Werkzeugspann- und -auswuchttechnik seine vibrationsarmen Power Collet Chucks für die HSC-Bearbeitung oder die Heavy Duty Collet Chucks für die Schwerzerspanung.

Power Collet Chucks, die im Standardsortiment bisher in den Größen SK 40 und HSK 63 vorlagen, gibt es in Zukunft auch in BT 40, SK 50, BT 50 und HSK A 100. Heavy Duty Collet Chucks werden auch als HSK A 125 Schnittstelle angeboten.
Da der Hersteller diese patentierte Lösung möglichst vielen Kunden anbieten möchte, wurden bereits viele offizielle Kooperationen mit Werkzeugherstellern realisiert. Sandvik Coromant hat sich als einer der ersten Werkzeughersteller für das neue Werkzeugspannsystem entschieden. Seit März 2012 hat Sandvik Coromant dieses Spannsystem unter dem Produktnamen I-Lock ins aktuelle Werkzeugprogramm aufgenommen. ee

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