Maschinenbauliche Voraussetzungen und Praxis der Hartmetallzerspanung

Transkript

1 Maschinenbauliche Voraussetzungen und Praxis der Hartmetallzerspanung Matthias Wilke Produktmanager DM Makino GmbH

2 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Zahlen Gegründet 1. Mai 1937 Umsatz Milliarden US$ Mitarbeiter 4000 weltweit

3 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Gegründet am 1. Mai Mitarbeiter Spezialisiert in kleine Fräsmaschinen Erste Fabrik in Tokio (1950) Tsunezo Makino ( )

4 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Makino Global Makino (USA) Makino GmbH (Germany) Makino (Slovakia) Makino (Korea) Makino Milling Machine Ltd. (Japan) Makino J (Japan) Makino (Mexico) Makino (China) Makino (Brazil) Makino (Thailand) Makino (France) Makino (Italy) Makino (Turkey) Makino (India) Makino (Singapore)

5 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Produktionsstandorte in Japan Makino Atsugi 1,200 Mitarbeiter 160 vertikale Bearbeitungszentren und Erodiermaschinen / Monat 350 Spindeln / Monat Makino Katsuyama 900 Mitarbeiter 120 horizontale Bearbeitungszentren /Monat 3 Großmaschinen für den Flugzeugbau / Monat

6 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Produktionsstandort in Singapore 1000 Mitarbeiter 85 vertikale Bearbeitungszentren und Erodiermaschinen / Monat Großes R&D-Zentrum Eigene Konstruktion Makino Asia (Singapore)

7 MAKINO Ein Technologieführer mit Tradition Vertriebsgebiete in Europa 240 Mitarbeiter Nordeuropa Kontinentaleuropa Südeuropa Zentraleuropa Osteuropa

8 Entwicklung der Maschinen für die Bearbeitung von harten Materialien Hyper 5 V33 Hyper2 V22 iq300

9 8 Jahre Erfahrung in der Bearbeitung von Hartmetall Testwerkzeuge in PKD Schleifen + PKD Schleifen + CVD + PKD

10 Verfahrwege(X,Y,Z) mm Tischgröße mm Spindeldrehzahl 45,000 min -1 Werkzeugaufnahme HSK-E32

11 H Spezielle Rollenführungen garantieren 超精密転がり案内 beste Dämpfung und Geradheit der Führung Doppelt wirkende Linearmotoren mit effektivem Kühlsystem 左右の吸引力 ( ) が

12 Die hochgenaue Bahnsteuerung ist Voraussetzung Tiefenzustellungen von bis zu 1µm sind notwendig Der programmierten Bahn ist genauestens zu folgen Optimale thermische Stabilität über lange Fräszeiten Hohe Werkzeugwechselgenauigkeit notwendig Gute Dämpfung und geringste Vibration für die Standzeit Positionierung Kleinste Steps Lange Fräszeiten

13 Höchste Stabilität und Genauigkeit Φ0.2 F100mm/min 0.60μm 1μm/DIV

14 S45000 TIR 2.9[μm] (Total Indicated Runout) Bester Rundlauf mit vibrationsarmer Spindel

15 Cutting F( 合力 load[n] ) N Die Spindelsteifigkeit - Schlüssel zum Erfolg Spindellastvergleich Stahl - Hartmetall Werkzeug: R0.5 Drehzahl: min -1 Vorschub: 300 mm/min ap = 2, 5, 10, 20, 50, 100μm F( 合力 ) Effektiver Durchmesser ap Hartmetall: VM-40(90HRA) gehärteter Stahl (59HRC) Effektiver 実効径 Durchmesser[mm] mm SKD11 F( 合力 ) G3 F( 合力 )

16 Aufbau der Spindel Die Kernkühlung ermöglicht eine definierte hohe Lagervorspannung. Die Spindel ist optimal steif in jeder Situation Die patentierte Under Race Lubrication sichert die Schmierung des Innenrings und ermöglicht größere Lagerdurchmesser. Eine um Faktoren bessere Spindelsteifigkeit ist das Resultat

17 Hochpräzisions-Werkzeugvermessung 1. Minimalster Werkzeugdurchmesser Ø0.01mm 2. Fräserradiusvermessung über Kamerasystem 3. Wiederholgenauigkeit iq300:0.5μm

18 Werkzeugvermessung Werkzeug- Durchmesser Ø 0.2

19 Generell sollte das Werkzeug etwa 4x härter als das Material sein

20 Stahl [400~500Hv] Cu/Al [200Hv] Werkstück 4x härter Werkzeug Härte HSS [700~850Hv] Hartmetalle [900~2200Hv] CBN [3000~3500Hv] CVD Diamantbeschichtung und PKD [8000~10000Hv] Einkristalldiamant [10000~12000Hv]

21 ED Diamantwerkzeuge (Schleifstifte) Diamantpulver Werkzeuge Unterschiedliche Korngrößen für Schruppen und Schlichten Preisgünstig (~ 80 / Werkzeug) Genauigkeit des Werkzeugs ist schwer zu kontrollieren

22 Gutes Preis/Leistungsverhältnis ( ~ 300 / Werkzeug) Diamond coated tool CVD Diamantbeschichtung Hartmetall CVD(Chemical Vapor Deposition) Diamantbeschichtete Hartmetallwerkzeuge zur Bearbeitung von Hartmetallen Beispiele von CVD- Werkzeugen Hohe Werkzeuggenauigkeit Höhere Zähigkeit als PKD-Werkzeuge Oberflächengüten < Ra 0.10 µm sind problemlos erzielbar

23 PKD Polykristalline Diamantwerkzeuge Binder Diamantkörner PKD (Polykristalliner Diamant) Beispielwerkzeuge Erzeugt sehr gute Oberflächen Sehr genaue Geometrie Geringer Verschleiß Teuer (~ / Werkzeug) Spröde, nicht geeignet für Schruppen

24 iq300 Mirror Finish System Höchstgenaue Werkzeuggeometrie ± 1µm Reduzierung der Werkzeugkosten um 90%

25 Bearbeitungsabfolge

26 Fräsprozess einer Tasche 30x30x10mm ED CVD PKD Ra < 0,1 µm Ra: 15.04nm

27 Beispiele

28 Genauigkeit < 1μm 20 x 10 x 40 mm Prägestempel Maschine Material Bearbeitungszeit : iq300 : CFH40S : 2h 39min

29 Nutbearbeitung 0,25mm breit, 0,60mm tief Maschine : iq300 Material : Hartmetall CIS VF20 Abmessung : Ø6 x 30 mm CAM : FFCAM Bearbeitungszeit : 11h 15min Anzahl Werkzeuge : 8

30 Genauigkeit der Nutbearbeitung in ± 2µm Oberflächengüte im Nutboden Ra 4nm 測定位置 Measurement point 設計値 Design value (mm) 測定値 Measured value (mm) 誤差量 Error (mm) R0.110 R R0.110 R

31 Einsatzbeispiel mit ø 0,2mm Werkzeug 13x 13 x 20 mm Pressstempel Maschine Material Bearbeitungszeit : iq300 : CFH40S : 8h 35min

32

33 Fläche: 4400mm² Oberfläche mit Ø75 mm in binderarmem Hartmetall mit nur einem Werkzeug gefräst Ebenheit in ±2µm Tools: Material: Zecha Ceratizit

34 Andere harte Materialien Hitzeresistentes Glas Aluminiumoxid Siliziumkarbid

35 Zusammenfassung

36 Hartmetallbearbeitung Makino bringt große Erfahrung im Maschinenbau mit kann die passenden Spezifikationen anbieten hat Spezialisten, die ihr Wissen an Sie weitergeben minimiert den Werkzeugverschleiß drastisch erreicht die besten Oberflächen Ist Ihr Partner für Technologie und Maschine

37 Wir sind bereit, kommen Sie auf uns zu!

38 Hartmetallbearbeitung Makino iq300 Matthias Wilke Makino GmbH