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Komplettbearbeitung komplexer Teile

: WFL


Seit fast 50 Jahren stellt MSI Machine Specialties Inc. hochpräzise Teile für verschiedene Branchen her. Als Komplettanbieter mit enormer Fertigungstiefe bieten die Amerikaner Leistungen von der Datenübernahme bis zum Finish aus einer Hand. Um auch große Teile bei immer höherem Komplexitätsgrad in möglichst kurzer Zeit fertigen zu können, setzt MSI auf ein M120 Millturn Komplettbearbeitungszentrum von WFL. Autor: Georg Schöpf / x-technik

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Bei der Bearbeitung von großen Teilen mit Bearbeitungsoperationen außerhalb der Drehachse kann die M120 mit ihren 980 mm Drehdurchmesser und dem großen Verfahrweg in der Y-Achse ihre Leistungsfähigkeit voll ausspielen.

Bei der Bearbeitung von großen Teilen mit Bearbeitungsoperationen außerhalb...

Als Lohnfertiger für Präzisionsteile besteht die MSI Machine Specialties Inc. in Whitsett, North Carolina (USA) seit 1969. Heute beschäftigt das Unternehmen 155 Mitarbeitern auf einem Betriebsgelände von ca. 14.000 m² (150.000 sqft). Dabei können Leistungen von der Datenübernahme über CNC-Fräsen, CNC-Drehen und CNC-Schleifen bis hin zur Oberflächenveredelung im Hause angeboten werden. Diese große Fertigungstiefe ermöglicht dem Unternehmen eine hohe Flexibilität in Kundenprojekten. Der Schwerpunkt liegt dabei in den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Energietechnik, Medizintechnik und bei Teilen für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsmaschinen. „Als Lohnfertiger ist es unser höchstes Ziel, die Designs unserer Kunden exakt umzusetzen. Unser Anspruch ist es, über die Produktqualität hinaus höchste Präzision zu liefern“, so Robert Simmons, Geschäftsführer von MSI.

Als Spezialist für Flugzeugfahrwerksteile beliefert das Unternehmen alle namhaften Flugzeughersteller sowohl im kommerziellen als auch im militärischen Bereich. Sogar für den Mars Rover hat das Unternehmen Teile geliefert. „Wir haben es meist mit niedrigen Losgrößen zu tun, dafür wird aber ein Höchstmaß an Präzision gefordert“, erklärt der Geschäftsführer und ergänzt: „Das ist nicht nur bei den Flugzeugteilen so. Auch in der Medizintechnik haben wir es meist mit hochkomplexen Teilen zu tun.“

Als Werkstoffe kommen dabei im Wesentlichen Titan und verschiedene Sonderlegierungen zum Einsatz. Insbesondere die Verarbeitung von 300M-Stahl (EN/DIN 1.6928 / 41SiNiCrMoV7-6) für die Landebeine von Flugzeugen und in der Energietechnik ist eine besondere Stärke von MSI. Jahrzehntelanges Know-how und eine umfangreiche
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Tieflochbohrungen und Auskammerungen sind mit Spezialwerkzeugen, die über die zusätzliche U-Achse genutzt werden können, auch außerhalb des Drehzentrums des Werkstückes möglich.

Tieflochbohrungen und Auskammerungen sind mit Spezialwerkzeugen, die über die...

Maschinenausstattung erlauben es MSI, auch besonders große Teile für die Luftfahrtindustrie, den Öl- und Gassektor sowie den Bereich Windenergie zu fertigen. Dabei liegen die Losgrößen im Bereich von Einzelstücken bis Kleinserien mit durchschnittlich 50 Stück.

62 CNC-Bearbeitungsmaschinen für Fräsen, Drehen und Schleifen bilden den beachtlichen Maschinenpark. In der Arbeitsvorbereitung werden Designs und Zeichnungen mit einem Pro/E CAD-CAM System aufbereitet und ein großer Teil der erforderlichen CNC-Programme erstellt. Die Stärke des Unternehmens liegt in der nahtlosen Prozesskette von der Datenübernahme bis zum Finish des fertigen Werkstückes.

Um speziell im Bereich der Großteile die Durchlaufzeiten zu verringern und besonders bei Teilen mit hohem Anteil an rotationssymmetrischen Operationen effizienter arbeiten zu können, wurde ein M120 Millturn Komplettbearbeitungszentrum von WFL beschafft, das Ende 2010 in Betrieb genommen wurde.

Fit für große Teile

„Durch die fünf Meter Spitzenweite und einem Drehdurchmesser von 1.100 mm ist mit der M120 die Bearbeitung von sehr großen Bauteilen in nur einer Aufspannung möglich. Die Y-Achse mit einem Verfahrweg von 650 mm bietet genug Freiraum für umfangreiche Bearbeitungsoperationen in der Radialebene. Die 55 kW Frässpindel stellt genug Leistungsreserven für anspruchsvolle Zerspanoperationen bereit“, erläutert Ben Baggerly, Vertriebstechniker US bei WFL. Zusätzlich wurde die Maschine mit einer U-Achse ausgestattet, wodurch auch Bohrungen und Auskammerungen
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außerhalb des Zentrums des rotierenden Werkstückes ohne Umspannen möglich sind, was speziell bei der Herstellung von Flugzeug-Landebeinen eine enorme Erleichterung darstellt. Die robuste Bauweise des Linzer Komplettbearbeitungszentrums zeigt sich in seiner ausgeprägten Steifigkeit, was insbesondere bei der Bearbeitung großer Werkstücke aus schwer zerspanbaren Werkstoffen von größter Bedeutung für prozesssicheres, präzises Arbeiten ist.

Spezielle Aufnahme für lange Werkzeuge

Im Werkzeugmagazin mit 90 Speicherplätzen finden alle benötigten Werkzeuge ausreichend Platz. Eine zusätzliche Pickup-Station oberhalb des Spindelkastens bietet Platz für zwei lange Werkzeuge. Diese werden über die WFL Prismenwerkzeugschnittstelle gehalten. Es handelt sich dabei um eine Schwalbenschwanzführung, die parallel zur Standardwerkzeugaufnahme angelegt ist. Das Werkzeug wird in dieser Führung mechanisch geklemmt und zusätzlich von der Standardaufnahme gehalten. Die Versorgung mit Kühlschmierstoff erfolgt ebenfalls über die Standardaufnahme.

Die B-Achse erlaubt eine aktive Kompensation von langen und schweren Werkzeugen und kann den Schnittkräften mit einem Haltemoment von 15.000 Nm entgegenwirken. Über eine Hirthverzahnung mit einer Schrittweite von 2,5° kann die Achse indexiert und über eine zusätzliche, hydraulische Klemmung gehalten werden. Insgesamt ist die B-Achse um +90°/-110° schwenkbar und ermöglicht
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je nach Werkzeug geneigte Bohrungen oder Fräsoperationen. Der Kühlschmiermitteldruck von 80 bar kann über die Standardwerkzeugaufnahme und geeignete Werkzeuge direkt an die Schneide herangeführt werden.

Rüstzeiten einsparen

„Durch die Möglichkeit auf der M120 komplette Landebeine in einer einzigen Aufspannung zu bearbeiten, haben sich in diesem Fall bei MSI die Durchlaufzeiten um den Faktor zehn verringert. Vorher erforderliche Maschinenwechsel werden damit vermieden – was wertvolle Rüstzeit spart“, weiß Ben Baggerly. „Was vorher mehrere Monate in Anspruch genommen hat kann jetzt in wenigen Wochen durchlaufen. Lediglich Zwischenschritte wie Sand- oder Kugelstrahlen müssen noch separat durchgeführt werden. Alles Andere können wir auf unserer Millturn bearbeiten“, freut sich Simmons.

Steuerungsseitig ist die Maschine mit einer Sinumerik 840D ausgestattet und kann über die mitgelieferte TopSolid-Lösung programmiert werden. Programme für einfachere Teile können mit Hilfe der integrierten Millturn Pro Software direkt an der Maschine erstellt werden. Diese bietet einfache Schnittstellen und eine besonders benutzerfreundliche Bedienoberfläche für eine schnelle Programmerstellung.

Außerdem verfügt die Maschine über eine implementierte steuerungsgeführte Rückzugstrategie. Es handelt
sich dabei um programmierte Rückzugsroutinen für die Werkzeuge – im Falle etwaiger Schnittwertüberschreitungen, Kühlmittelunterversorgung oder anderer prozesskritischer Ereignisse. Sie löst aufgrund von Überwachungswerten oder bedienerseitig einen Abbruch des Bearbeitungsvorganges aus und ermöglicht einen punktgenauen Wiedereinstieg für die Weiterbearbeitung.

Mehr Produktivität durch kürzere Durchlaufzeiten

Gerade bei der Herstellung großer, komplexer Teile kann die M120 Millturn von WFL ihre Vorteile voll zur Geltung bringen, wie es Simmons abschließend beschreibt: „Die hohe Festigkeit der Maschine gepaart mit enormer Flexibilität hinsichtlich der Bearbeitungsoperationen bietet ein Höchstmaß an Präzision und Produktivität. Eine massive Reduktion bei den Rüstzeiten, sowie das Vermeiden von Ungenauigkeiten durch häufiges Umspannen oder Maschinenwechsel tragen weiter zur Wirtschaftlichkeit bei. Die Möglichkeit, nahezu sämtliche Bearbeitungsschritte in nur einer Aufspannung zu bewältigen verringern nicht nur die Durchlaufzeit pro Teil, auch die Wiedeholgenauigkeit in der Serienfertigung wird dadurch entscheidend verbessert.“

Nicht zuletzt aufgrund der Investition in die M120 Millturn konnte MSI zahlreiche Aufträge an Land ziehen, was sich auch positiv auf WFL auswirkt. Denn im Herbst 2015 hat man noch eine zweite, baugleiche Millturn in Auftrag gegeben.


Bei der Bearbeitung von großen Teilen mit Bearbeitungsoperationen außerhalb der Drehachse kann die M120 mit ihren 980 mm Drehdurchmesser und dem großen Verfahrweg in der Y-Achse ihre Leistungsfähigkeit voll ausspielen.
Tieflochbohrungen und Auskammerungen sind mit Spezialwerkzeugen, die über die zusätzliche U-Achse genutzt werden können, auch außerhalb des Drehzentrums des Werkstückes möglich.
Flugzeuglandebeine erfordern Bearbeitungsoperationen die sowohl senkrecht zur Drehachse, als auch radial versetzt angeordnet sind. Der große Drehdurchmesser und weite Verfahrwege in der Y-Achse machen dies auf der M120 problemlos möglich.
Mit 5.000 mm Spitzenweite können auf der M120 auch lange, komplexe Teile prozesssicher und präzise gefertigt werden.
v.l.n.r. Eli und Jeremy, beide MSI, Ben Baggerly, Vertriebstechniker US bei WFL sowie Robert Simmons, Geschäftsführer bei MSI.



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