ZerspanungstechnikYasda YMC430: Präzision ist alles
Die YASDA YMC 430 bietet Oberflächenqualitäten < RS 0,1: Die Kundenwünsche nach extremer Präzision und höchster Zuverlässigkeit beim Fräsen von kleinen Werkstücken steigen aufgrund sich immer weiter entwickelnder Technologien zunehmend an. Für Anwendungen in der Medizintechnik, Informationstechnik, für hochpräzise Miniatur Formen und Werkzeuge ist die Oberflächenqualität eines der wichtigsten Kriterien. YASDA hat hier mit der YMC430 eine außergewöhnliche Lösung entwickelt, die auch auf der EMO erstmals der Öffentlichkeit präsentiert wird.
Elektrode für Wendeplatte (Cu-W, Schlichtwerkzeug: Ø 0,3 mm Kugelfräser, 2 h 10 min).
Technische Daten
Verfahrwege X / Y / Z 420 / 300 / 250 mm
Aufspannfläche 600 x 350 mm
Max. Tischbelastung 100 kg
Drehzahlbereich 200 - 40.000 min-1
Werkzeugaufnahme HSK-E32
Spindelantriebsmotor AC 7,5 kW (Dauer)
Werkzeugwechsler 32 / 90 (Option) Werkzeuge
Eilgang X / Y / Z 20.000 mm/min.
Vorschub max. 10.000 mm/min.
Kleinstes Eingabeinkrement 0,0001 mm
Abmessungen L x B x H 1.700 x 2.300 x 2.630 mm
Maschinengewicht ca. 8.000 kg
Elektrischer Anschluss 26 kVA
CNC Steuerung FANUC FS31i-B5
Basierend auf einem Konzept für mehr Präzision, höhere Geschwindigkeit und mehr Effizienz in der Micro-Zerspanung, hat YASDA das komplett neue MICRO CENTER YMC430 entwickelt. „Bei der Entwicklung konnten traditionelle YASDA Konstruktionsgrundsätze mit modernen Technologien zu einem Ultra-Hochpräzisionsbearbeitungszentrum vereint werden", erklärt Wolfgang Ernst, Geschäftsführer TECNO.team GmbH, die YASDA in Österreich vertritt.
Die YMC430 bei der Bearbeitung einer Elektrode für ein Schrägzahnrad (Cu-W, Ø 31,5 x 135 mm, R 0,5 mm Kugelfräser DIN grade 4).
Anwendungsbeispiele
• Hochpräzise Miniaturwerkstücke, Elektroden
• Hochpräzise Miniaturformen für Stechverbindungen, medizinische Werkstücke, Brennstoffzelle etc.
• Formen für LED, LCD und optische Linsen etc.
• Teile für die Uhrenindustrie
Linear-Motoren und Kreuztisch mit niedrigem Schwerpunkt
Alle gesteuerten Achsen sind bei der YMC430 für schnelle Reaktion und gleichmäßige Bewegung mit Linear-Motoren ausgerüstet. „Zuverlässigkeit und Präzision werden dadurch erhöht", so Ernst weiter. Die direkte Verbindung von Motor und Achskörper erlaubt hohe Beschleunigung und Abbremsung der Achsen ohne Umkehrspiel. Reibung und Verschleiß werden auf ein Minimum reduziert. „Diese Eigenschaften ergeben, in Kombination mit dem tiefen Schwerpunkt des Kreuztisches, die hervorragenden geometrischen und mechanischen Bedingungen für die sogenannte „Micro High Speed“-Zerspanung", ergänzt er.
Grundplatte für Kunststoff Linsen Form (SKD11, HRC60, 100 x 90 x 28mm, Stichmaße +/-0,001 mm, Streuung der Bohrungen 0,0016 mm, 1 h 27 min).
Ultrapräzise Linearführungen
Geradheit X Y Z
Horizontal 0,448 μm 0,220 μm 0,373 μm
Vertikal 0,124 μm 0,088 μm 0,464 μm
(Gemessene Werte)
Ultrapräzise Linearführungen und symmetrisches Rahmendesign
Bei der YMC430 werden ultrapräzise Linearführungen eingesetzt, deren Konstruktion den „Waving”-Effekt minimieren. Zusammen mit den effektiven Produktionsverfahren und den Linear-Motorantrieben werden beste Werte für Geradheit der Führungen und Laufruhe der Achsen erreicht (siehe Tabelle).
Die für die YMC430 verwendete innovative H-Bauweise des Ständers ermöglicht aufgrund der erhöhten Biege- und Torsionssteifigkeit eine robustere und tiefere Positionierung des Spindelkopfes und ergibt daher eine extrem stabile Basis für die Z-Achse. Der Weg des Kraftflusses vom Spindelkopf zum Maschinentisch wird verkürzt. Das symmetrische Design ergibt gleichzeitig ausgewogene thermische Eigenschaften und eine hohe Steifigkeit.
LED Linsen Form (ELMAX, HRC60, Schlichtwerkzeug: Ø 0,4 mm R 0,05 mm CBN Kugelfräser, Oberfläche: Ra 0,019 μm, 63 h 58 min).
Symmetrischer und zylindrischer Spindelkopf
Der von YASDA selbst entwickelte und produzierte Spindelkopf ist optimal im Verlauf der Kraftlinien positioniert. Durch das Minimieren der thermischen Einflüsse auf die X- und Y-Achse wird die mechanische Stabilität gewährleistet. Die Temperatur des im Spindelkopf zirkulierenden, dünnflüssigen Öles wird der Maschinentemperatur nachgeführt – max. Genauigkeit ist die Folge. „Dieses System gewährleistet eine hochgenaue Bearbeitung von Werkstücken mit langen Bearbeitungszeiten", ist sich Wolfgang Ernst sicher und er ergänzt: „Das durch Ständer, Spindelkopf, Kreuztisch und weitere Komponenten zirkulierende, temperaturgeregelte Öl, sorgt für die thermische Stabilisierung der Achsen und somit für beste Bedingungen zur hochpräzisen Bearbeitung von Werkstücken mit der YMC430"
Reflektor (HPM38, HRC52, Schlichtwerkzeug: Ø 0,4 mm Kugelfräser, Oberfläche: Ra 0,051 μm).
Höchste Genauigkeit bei Positionierung und Rundheit
Das Ergebnis einer 25-stündigen Testbearbeitung zeigt die hohe Stabilität der Maschine in allen Achsen. Hier wurden 25 Bohrungen in einem Aluminium-Werkstück jeweils in 1-stündigem Zyklus bearbeitet. Die dabei gemessenen Werte sind bemerkenswert: Maximale Abweichung in X 1,5 µm und in Y und Z jeweils 1,8 µm. Die Positionsunsicherheit liegt für alle Achsen, gemessen nach ISO230-2, im Submicron-Bereich (X/Y/Z = 0,508 μm / 0,356 μm / 0,316 μm).
Die in der YMC430 verwendeten, direkten Messsysteme haben eine Auflösung von 0,004 µm. In Kombination mit den ultrapräzisen Linearführungen können die Achsen in 0,0001 µm Schritten präzise verfahren werden. Messungen nach Zirkularfräsoperationen ergaben eine Rundheit von 0,6 µm (Bohrung mit Ø 105 mm) bei einem Vorschub von 2.000 mm/min und einem sechs Millimeter Schaftfräser. Mit einem Kugelfräser mit Ø 0,1 mm konnte bei einem Vorschub von 100 mm/min eine Rundheit von 0,82 µm erreicht werden.
Das Ergebnis einer 25-stündigen Testbearbeitung zeigt die hohe Stabilität der Maschine in allen Achsen. Hier wurden 25 Bohrungen in einem Aluminium-Werkstück jeweils in 1-stündigem Zyklus bearbeitet. Die dabei gemessenen Werte sind bemerkenswert: Maximale Abweichung in X 1,5 µm und in Y und Z jeweils 1,8 µm.
Die Spindel – der Schlüssel zur Präszision
Niedrigste Vibrationen und hohe Zuverlässigkeit waren die Ziele bei der Entwicklung der 40.000 min-1 Spindel. Unabhängig von Werkzeugtyp und Drehzahl werden mit den YASDA Spindeln auch bei langlaufenden Bearbeitungen unübertroffen präzise Ergebnisse erreicht. Tests haben gezeigt, dass auch bei größeren Werkzeugdurchmessern (bis 12 mm) und HSK-E32 Aufnahme mit einer YMC430 hohe Abtragsleistungen erzielt werden können.
Die YMC430 Grundmaschine ist mit einem berührenden und einem berührungslosen(Laser) Taster zur Messung der Werkzeuglänge ausgerüstet. Als Option kann ein CCD Kamera-System zur ultrapräzisen Messung der Werkzeuglänge gewählt werden. Dieses System erlaubt eine hochgenaue Schneidenkompensation, unabhängig von Werkzeugtyp und Drehzahl.
Das YASDA MICRO CENTER YMC430 vereint Präzision und höchste Oberflächenqualität.
Dreh-Schwenktisch für 5-Achs-Bearbeitung
Der bei YASDA entwickelt und gebaute Dreh-Schwenktisch RT-10 zeichnet sich durch höchste Teilgenauigkeit aus. Dadurch können auch komplexe Werkstücke in 5-Achsen-Simultanbearbeitung mit höchster Präzision gefertigt werden. Die Indexier-Genauigkeit der Rundachsen nach ISO230/2 (1997) beträgt dabei 0,95 sec in der B-Achse und 1,19 sec in der C-Achse.
„Alles in allem hat YASDA mit der YMC430 in Bezug auf Präzision und Oberflächenqualität in der „Micro High Speed“ Zerspanung die beste derzeit am Markt befindliche Lösung entwickelt", so Wolfgang Ernst abschließend, der natürlich alle Interessenten auf den YASDA-Messestand auf der EMO einlädt.
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