75 Prozent Bearbeitungszeit gespart durch Spannlösung von Hainbuch

Mit der Kombination aus Toplus Kraftspannfutter mit der Spanndornadaption Mando Adapt T212 wird das Edelstahlgehäuse prozesssicher gespannt.

Die MBS CNC-Technologie & Engineering GmbH ist spezialisiert auf Präzisionsmaschinenteile nach Kundenwunsch. Als moderner Dienstleister fertigt das Unternehmen aus Freigericht in Hessen auf CNC-Fräs- und Drehmaschinen Prototypenteile, Klein-, Mittel- bis Großserien und mechanische Baugruppen. Für eine Beratung für einen Lebensmittelhersteller war MBS auf der Suche nach einer geeigneten Lösung und wurde beim Spanntechnikhersteller Hainbuch fündig.

Zu fertigen waren Edelstahlgehäuse zur Mengenabfüllung. Das kleine Gehäuse wiegt 23,6 kg, wird aber mit weiteren 11 kg Gewicht zum Wuchtausgleich gespannt. Das große Gehäuse bringt insgesamt stattliche 46 kg auf die Waage und ist 325 mm lang.

Das Adaptionsspannmittel Mando Adapt aus dem Hainbuch System macht aus dem Spannfutter einen Spanndorn.

Alexander Bergmann
Geschäftsführer der MBS CNC-Technologie & Engineering GmbH

„Durch die innovative Spanntechnik konnten wir die Bearbeitungszeit unserer Edelstahlgehäuse von ursprünglich 204 Minuten auf beeindruckende 51 Minuten reduzieren – ohne Kompromisse bei Qualität oder Prozessstabilität. “

Herausforderung: großformatige, massive Werkstücke

„Bei diesen Gewicht- und Längenverhältnissen wirken enorm hohe Kräfte. Das Werkstück ist im Verhältnis zur Spannbohrung sehr groß und lang. Hinzu kommen die Herausforderung der exzentrischen Spannung und die Forderungen an die Oberflächenbeschaffenheit. Der erste Gedanke war daher, die Teile zu fräsen und nicht zu drehen“, so Alexander Bergmann, Geschäftsführer von MBS. Die augenscheinlich logischste Bearbeitungsvariante war aber nicht wirtschaftlich: Nach Auslegung des Prozesses standen fürs 3D-Fräsen 204 Minuten Maschinenlaufzeit im Plan. Deutlich zu lang, um das Edelstahlgehäuse im Kostenrahmen des Kunden zu fertigen. Zudem hätte der Endkunde seinen Konstruktionsentwurf bei einer Fräsbearbeitung verändern müssen, weil ein Hinterschnitt so nicht machbar gewesen wäre.

Frank Gruber, technischer Berater von Hainbuch, im Gespräch mit dem Fertigungsmeister von MBS.

Frank Gruber
technischer Berater bei Hainbuch

„Mit unserem System aus Toplus Kraftspannfutter und der Mando Adapt T212 Spanndornadaption kommt bei MBS eine Spannlösung zum Einsatz, die hinsichtlich Spannkraft, Steifigkeit und Schwingungsdämpfung einzigartig ist. “

Drehen statt Fräsen

Die Herausforderung war ein klarer Fall für Hainbuch, denn zusammen mit dem Kunden eine Lösung zu finden, ist Spezialgebiet vom Spanntechnikhersteller aus Marbach. Im Gespräch mit Frank Gruber, technischer Berater bei Hainbuch, entstand die Idee, mit Spanntechnik aus dem Hainbuch System zu arbeiten. Zum Einsatz kommen bei MBS ein Toplus Kraftspannfutter, in das eine Spanndornadaption Mando Adapt T212 eingesetzt wird. Beide Spannmittel zusammen erzeugen eine kraftvolle, steife Innenspannung. Diese machte die Drehbearbeitung der großen, schweren Teile erst möglich.

„Wir hatten bereits das Spannfutter Toplus mit Axzug auf der Maschine. Daran begeistert mich die Rüstfreundlichkeit. Durch Adaptionen lassen sich die Spannmittel ungemein effizient und schnell umrüsten. Mit Adaptionen arbeiten wir als Lohnfertiger sehr flexibel und nutzen sie auch für andere Aufträge. Also eine echte Investition für die Zukunft“, so Alexander Bergmann und Frank Gruber ergänzt, wieso diese Kombination so kraftvoll spannen kann: „Die Spanngeometrie des Kraftspannfutters Toplus basiert auf einer sechsseitigen Pyramide. Heißt, die Spannflächen liegen vollflächig an und es entsteht ein Formschluss, der, im Gegensatz zur runden Spanngeometrie, eine höhere Steifigkeit erzeugt und zudem schwingungsdämpfend wirkt. Im Vergleich zu einem runden Futter wird durch die Schmierung bei gleicher axialer Zugkraft eine Steigerung der Spannkraft von mehr als 25 Prozent erreicht. Der Dorn, der als Adaption in das Futter eingesetzt wird, profitiert also von der hohen Spannkraft und der steifen Spannung des Basisspannmittels.“

75 Prozent Zeitersparnis

Die Spanndornadaption wird wie das Futter per Axzug gespannt. Die gegen Verdrehen gesicherte Segmentspannbüchse hält dann im gespannten Zustand per Innenspannung das Werkstück. „Der Spanndorn bringt in der Spannsituation bei einer Betätigungskraft von axial 20 kN eine radiale Spannkraft von 85 kN auf das Werkstück. Entscheidend ist aber der Axzug-Effekt, mit dem das Werkstück gegen den Werkstückanschlag gezogen wird. Diese steife und kraftvolle Spannung stellt sicher, dass MBS – auch bei den hohen Bearbeitungskräften – prozesssicher und präzise arbeiten kann“, freut sich Frank Gruber. „Die unwirtschaftlichen 204 Minuten Bearbeitungszeit beim Fräsen konnten wir durch die Lösung von Hainbuch extrem verkürzen. Jetzt liegen wir bei 51 Minuten Bearbeitungszeit an unserem CNC-Drehzentrum – eine geniale Reduzierung ohne Einbußen an Qualität und Prozessstabilität“, resümiert der Geschäftsführer von MBS.

Kurze Rüstzeit bei hoher Wiederholgenauigkeit

Die eingesetzten Spannmittel sind ab Lager in wenigen Tagen erhältlich und zudem äußerst rüstfreundlich. Für die unterschiedlich schweren Werkstücke kommt die Dornadaption Mando Adapt T212 in den Größen 2 und 3 zum Einsatz. Damit ist sichergestellt, dass für beide Werkstücke die bestmögliche Spannsituation gegeben ist, um sicher und stabil zu spannen. Die Segmentspannbüchse und der Werkstückanschlag werden jeweils vorgerüstet, danach wird nur der Dorn montiert und das Werkstück direkt gespannt. Der Wechsel zu einer neuen Teilegröße kann so in maximal zwei Minuten vollzogen werden. „Die Adaption und das gesamte Hainbuch System sind sehr vielseitig, zuverlässig und liefern hohe Präzision“, berichtet Bergmann.

Vorteilhaft ist auch die hohe Montagewiederholgenauigkeit. Beim Wechsel des Adaptionsspannmittels ist kein Neuausrichten erforderlich. Die Anforderungen von MBS eines Planlaufs von 0,02 mm und einer Konzentrizität von 0,02 mm konnten so leicht erfüllt werden.

Nutzenoptimierung der Spanntechnik

Nach dem Drehen werden in die Edelstahlgehäuse seitlich Taschen im 45° Winkel und diverse Anschlussgewinde gefräst. Für diesen Arbeitsschritt nutzt MBS die gleiche Spanntechnik wie beim Drehen. „Auch für die Fräsbearbeitung nutzen wir die Spannmittel von Hainbuch. Das vereinfacht unseren Prozess und wir spannen so alle Werkstücke an den gleichen Bezugsflächen. So nutzen wir unsere Produktionskapazitäten optimal und arbeiten effizient“, resümiert Alexander Bergmann. Für die Oberflächenbeschaffenheit gab der Auftraggeber aus der Lebensmittelindustrie genaue Werte vor. Die gewünschte Rauheitswerte von Ra 0,4 und Rz 1,6 werden ebenfalls durch die Fräsbearbeitung erreicht.

Anwender: MBS CNC

Die MBS CNC-Technologie & Engineering GmbH ist spezialisiert auf Präzisionsmaschinenteile nach Kundenwunsch. Als hochmoderner Lohnfertiger fertigt das Unternehmen aus Freigericht auf CNC-Fräs- und Drehmaschinen Prototypenteile und Klein-, Mittel- bis Großserien. Auf 4.000 m² sind über 50 Maschinen im Einsatz.

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