de.wedoany.com-Bericht: Der deutsche Spannfutterhersteller Gewefa hat in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugunternehmen Wunschmann in seinem Werk in Burladingen einen Nutenfräsversuch durchgeführt. Bei dem Test wurde ein Wunschmann-Trochoidalfräser in Kombination mit einem Gewefa SK40 Plan-Hydrodehnspannfutter auf einer AXA-Bearbeitungszentrumsmaschine zur Bearbeitung eines nitrierten Stahlwerkstücks eingesetzt. Dabei wurden in den Bereichen Standzeit, Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität jeweils optimale Ergebnisse erzielt.

Alle an diesem Projekt beteiligten Anlagenlieferanten stammen aus Deutschland. Der Alleinvertriebspartner von Gewefa-Produkten in Großbritannien und Irland ist Nydaloxe Precision mit Sitz in Wiltshire.

Das Werkstückmaterial dieser Bearbeitung war nitrierter Stahl (34CrAlNi7), ein typischerweise schwer zerspanbarer Werkstoff, dessen hohe Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit ihn häufig für Bauteile wie Hochgeschwindigkeitsspindeln, Wellen, Lehren, Präzisionsmessgeräte und Nocken prädestinieren. Die Bearbeitungsaufgabe bestand darin, in diesem Material eine Nut mit einer Länge von 1160 mm, einer Breite von 20 mm und einer Tiefe von 6,5 mm zu fräsen.

Stephan Wunschmann, Geschäftsführer der Firma Wunschmann, erklärte, dass man mit dem VHM-Trochoidalfräser 175 ER mit Eckenradius über das ideale Schneidwerkzeug zum Nutenfräsen in diesem anspruchsvollen Material verfüge. Dieser Fräser bietet Schnittlängen von 18 bis 70 mm und Eckenradien von 0,25 bis 0,5 mm und ist mit einer speziell für die Hartbearbeitung entwickelten HE-S-Hochleistungs-PVD-Beschichtung (physikalische Gasphasenabscheidung) ausgestattet, die sich durch hohe Temperaturbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit auszeichnet. Das Werkzeug verfügt über fünf große, polierte Spanräume und einen robusten Kernaufbau; das variable Drallwinkeldesign trägt dazu bei, Vibrationen zu unterdrücken und die Standzeit zu verlängern.

Norbert Schmid, Vertriebsleiter bei Gewefa, wies darauf hin, dass für optimale Ergebnisse in der Zerspanung alle relevanten Elemente wie Werkzeug, Spannfutter, Spindel und Maschine ganzheitlich betrachtet werden müssen – genau dies wurde bei dieser Anwendung praktiziert.

Im Gewefa-Werk wurde der Trochoidalfräser auf einer großen AXA-Fünfachs-Portalbearbeitungszentrumsmaschine mit bewegbarem Ständer eingesetzt. Die Maschine verfügt über einen X-Achsen-Verfahrweg von 4 m und ist mit einer Schwenkspindel mit einer Nennleistung von 40 kW und einem Drehmoment von 191 Nm ausgestattet. Das Werkzeug wird über ein Spannfutter mit Plan- und Kegelkontakt aufgenommen, um axiale Bewegungen unter hohen radialen Belastungen zu verhindern.

Der erste Test wurde mit einem Werkzeug mit 16 mm Durchmesser durchgeführt, das in einem Spannzangenfutter mit ebenfalls Plan- und Kegelkontakt gespannt war. Die Schnittgeschwindigkeit (Vc) betrug damals 80 m/min, der Vorschub 0,16 mm/min. Die Bediener zeigten sich mit Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität zufrieden, jedoch war der Geräuschpegel beim Fräsen der Nut recht hoch. Nach dem Wechsel des Spannzangenfutters auf ein Gewefa SK40-Hydrodehnspannfutter, das ebenfalls über die Doppelkontakt-Schnittstelle zur Spindel verfügt, war das Geräuschproblem gelöst. Dieses Spannfutter überträgt Drehmoment und Schnittkräfte durch Reibschluss und Formschluss, ohne zu rutschen.

Der Grund für die verbesserte Zerspanungsleistung liegt in der höheren Steifigkeit des hydrodynamischen Doppelkontakt-Spannfutters, wodurch Vibrationen reduziert werden. Die Rundlaufgenauigkeit dieses Spannfutters liegt üblicherweise unter 3 µm. Im Vergleich zu Schrumpffuttern reduziert die Hydrodehntechnik die Rüstzeit durchschnittlich um 75 % und erfordert keine Schrumpfgeräte; die Einrichtung kann an jedem beliebigen Ort in der Werkstatt erfolgen.

Das Hydrauliksystem ermöglicht eine präzise, konzentrische und spielfreie Verbindung des Fräsers. Die Hydraulikflüssigkeit ist in der Spannfutterkammer eingeschlossen; wenn der Systemdruck über die Stellschraube erhöht wird, übt die Innenwandung gleichmäßigen Druck auf den Werkzeugschaft aus, wobei die Druckverteilung an jedem Punkt des Umfangs identisch ist. In der Doppelkontakt-Version werden Steifigkeit und Zuverlässigkeit des Hydrodehnspannfutters weiter erhöht. Darüber hinaus verfügt der leichte und dynamisch bessere SK40-Schwenkspindelkopf über ein geringeres Trägheitsmoment als der teurere SK50-Spindelkopf – während bei Verwendung eines Standard-Spannfutters zur Erzielung vergleichbarer Bearbeitungsergebnisse möglicherweise ein SK50-Spindelkopf erforderlich gewesen wäre.

Gewefa wird auf der AMB 2026, der internationalen Messe für Metallbearbeitung, vom 15. bis 19. September 2026 in Stuttgart vertreten sein, Standnummer 1B84 in Halle 1.