Schleifpräzision setzt Spannpräzision voraus

Die Schweizer Szene für die Präzisionsteile-Fertigung ist mehr denn je durch leistungsfähige Spezialisten im KMU-Format gekennzeichnet, welche als kompetente und flexible Zulieferer den Schweizer Präzisionsmaschinenbau unterstützen. Ein eindrucksvolles Beispiel dafür ist der Zerspanungstechnik-Dienstleister Ingold Tools AG, CH-3375 Inkwil, dessen Kundenliste sich wie das «Who is Who» der MEM-Industrie liest und sich über eine ganze Anzahl an klangvollen Namen aus der Werkzeug- und der Präzisionsmaschinen-Industrie erstreckt. Im Jahr 1946 gegründet, und seit 2007 in der heutigen Konstellation von der 4. Generation in Gestalt der beiden Geschäftsführer Christoph Jenzer und Edgar Stich verantwortet, befassen sich zurzeit 32 Fachkräfte ausschliesslich mit der Fertigung hochgenauer Einzelteile und Kleinserien. Das Leistungsspektrum zur Komplettfertigung umfasst nicht nur alle relevanten Bearbeitungs-und Finish-Technologien wie Drehen/Multitasking, Fräsen/Bohren sowie Flach- und Rundschleifen, Honen/Läppen oder Sandstrahlen, Gleitschleifen und Polieren, sondern auch die Messtechnik zur detaillierten Dokumentation der gefertigten Präzisionsteile. Des Weiteren wird die Montage von Baugruppen offeriert und zur Sicherstellung der Liefertermine steht unter anderem auch ein umfangreiches Lager an ausgesuchten Werkstoffen zur Verfügung. Dazu sagte Christoph Jenzer, Geschäftsführer und Leiter AVOR: «Wir bieten den anspruchsvollen Kunden eine umfassende Fertigungstiefe für zylindrische Werkstücke mit Ø bis 450 mm und Längen bis 2000 mm beim Drehen beziehungsweise bis 1600 mm beim Rundschleifen.
Bei der Fräsbearbeitung kubischer Teile liegen die maximalen Grössen bei 600x600x600 mm, und bei der robotergestützten, automatisierten Teilefertigung bei 250x250x250 mm. Im Normalfall haben wir Stückzahlen von ein bis zehn oder auch Kleinserien von 20 bis 100 Stück, wobei es sich fast immer um komplexe Werkstücke bis sehr komplexe Spezialanfertigungen handelt.»

Wenn der Spezialist auf den Spezialisten trifft …
Ein Kompetenzschwerpunkt bei der Ingold Tools AG stellt der Bereich CNC-Rundschleifen dar, der aktuell sechs Hochleistungs-CNC-Universalrundschleifmaschinen aufweist, mit denen zum Beispiel hochpräzise Bauteile für Hochleistungsspindeln gefertigt werden. Um solche Einzelteile und Kleinserien in reproduzierbarer Präzision sowie mit der gebotenen Wirtschaftlichkeit bearbeiten zu können, erkannte Christoph Jenzer die Notwendigkeit, sich nach spanntechnischen Alternativen für die zumeist praktizierten Werkstückspannungen «zwischen den Spitzen» beziehungsweise mit Magnetplatten umzuschauen. Eines der erklärten Ziele dabei war, durch spürbar höhere Schleifleistungen und weitgehendes Eliminieren von Wechsel-/Rüstzeiten (1./2. Spannung, Backenwechsel, Ausrichten) die Durchlaufzeiten signifikant reduzieren zu können. Der zentralen Forderung nach höheren Abtrags-/Schleifleistungen stand die damit einhergehende ungenügende Prozesssicherheit wegen der Magnetspannung gegenüber, wogegen eben diese Magnetspannung beim Schleifen von dünnwandigen Teilen unverzichtbar ist. In dieser Phase erinnerte sich Christoph Jenzer an eine Offerte des Schweizer Spanntechnik-Spezialisten SwissChuck AG, CH-8307 Effretikon, der sich mit innovativen, hochleistungsfähigen Präzisions-Spannsystemen zum Rundschleifen, Unrundschleifen, Hartdrehen/Drehen und kombinierten Bearbeitungen einen sehr guten Namen gemacht hat. Ebenfalls als klassisches Technologie-KMU aufgestellt, sorgen gut 30 Mitarbeitende für passgenaue Lösungen in vielen speziellen Anwendungen und gewährleisten damit, als optimale Ergänzung zur jeweiligen Fertigungsexpertise des Kunden, die prozesssichere Präzisions-Bearbeitung anspruchsvoller Werkstücke.

Next Level Clamping für Rundschleifmaschinen
Simon Hartmann, COO bei der SwissChuck AG, erläuterte die Vorzüge der Kraftspannfutter der Baureihe KCHP/VKCHP: «Diese Spannsysteme wurden speziell für die Bearbeitung auf Rundschleifmaschinen ausgelegt. Ihnen liegt ein modulares Konzept zugrunde, auf dem ein komplettes System rund um den Werkstückspindelstock aufbaut. Nebst dem Spannmittel sind passende Betätigungszylinder und Drehzuführungen im Programm. Die erforderlichen Adaptionsteile wie Spindelflansche oder Zugrohre werden von unseren Konstrukteuren an die jeweilige Maschinenschnittstelle (zum Beispiel MK 5) angepasst. Die Montage sowohl des Kraftspannzylinders für die Version KCHP (an der Spindelstock-Rückseite) als auch der Drehzuführung für die Version VKCHP (Druckluft) kann grundsätzlich ohne Eingriff in das Maschinensystem erfolgen. Folgerichtig lassen sich die Kraftspannfutter an so gut wie alle am Markt befindlichen Rundschleifmaschinen adaptieren, sowohl als Erst- wie auch als Nachrüstung. Das Werkstück-Tooling, im Normalfall bestehend aus Spannbacken und Axialanschlag, wird durch unsere Applikations-Spezialisten entsprechend den Werkstück- und Prozessanforderungen entwickelt. Dies ermöglicht mit nur einem Basisfutter in der Typologie verschiedenste Werkstücke zu spannen und zu bearbeiten. Für den schnellen und reproduzierbar exakten Backenwechsel sind die Grundbacken des KCHP/VKCHP mit einer Präzisionsschnittstelle versehen. Damit sind auch futterunabhängig Positionsgenauigkeiten von unter 2 µ erreichbar. Konkret bedeutet dies, einmal eingeschliffene Spannbacken beliebig oft einwechseln zu können, und zwar ohne jeweils neu einschleifen zu müssen.» Als sich nun bei der Ingold Tools AG ein Rahmenauftrag zur chargenweisen Fertigung von insgesamt 500 Stück Flansche ergab, entschieden sich Christoph Jenzer und Edgar Stich für die Ausrüstung von zunächst einer Rundschleifmaschine mit dem Kraftspannfutter VKCHP, was sich im Nachhinein als absoluten Volltreffer herausstellen sollte. Zumal das neue Kraftspannfutter einerseits in der ersten Aufspannung erhebliche Steigerungen der Abtragsleistungen erlaubt und damit viel Zeit spart, und zum anderen dasselbe Kraftspannfutter ohne Nachrüstung auch in der zweiten Aufspannung zum Einsatz kommen kann, sofern die Teile eben nicht zu dünnwandig sind.

Fazit
Sichtlich beeindruckt führte Christoph Jenzer dazu aus: «Das neue Kraftspannfutter mit der angepassten Grundbacken-Schnittstelle für Backen zur Dreh- wie zur Schleifbearbeitung lässt sich sowohl für die Weich- und Hartbearbeitung als auch für die Endbearbeitung einsetzen. Die Backen dafür schleifen wir selbst aus. Dadurch, und weil wir die Werkstücke nicht mehr wie vorher auf den Magnetspannern ausrichten müssen, sparen wir mehrere Rüst- und Arbeitsschritte, und wir sind viel flexibler. Zudem ist erwähnenswert, dass die Spannfutter komplett gegen Verschmutzung abgedichtet und mit Öl gefüllt sind, wodurch sie als nahezu wartungsfrei gelten. Die Vorteile lassen sich klar belegen. Mit der herkömmlichen Magnetspannung benötigten wir für die komplette Aussen- und Innen-Schleifbearbeitung in zwei Spannungen (links und rechts) rund 21 min., wogegen wir jetzt in wie gehabt zwei Spannungen, nämlich die erste Spannung mit dem Kraftspannfutter und die zweite mit der Magnetspannung, lediglich noch 16 min. brauchen. Bei 500 Stück x 5 min. = 2500 min. ist das schon ein sehr gewichtiges Wort. Limitierte zuvor in der ersten Aufspannung die Magnetspannung die Bearbeitungs-Performance, sind wir jetzt maschinen- und schleifmittelseitig am Limit. Die mit dem Kraftspannfutter VKCHP von SwissChuck nachweislich erzielten Erfolge führen letztlich dazu, dass wir damit weitere Maschinen ausrüsten werden, um auch dort die Durchlaufzeiten reduzieren zu können.»

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