antriebstechnik 9/2018

ANTRIEBE FÜR

ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN I SPECIAL Hochgenau und immer schneller Werkzeugmaschinen stellen ganz besondere Anforderungen an die Lagertechnik Die spanende Fertigung stellt besondere Anforderungen an das Design von Wälzlagern und Kugelgewindetrieben. Die Kombination von immer höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten, hoher Steifigkeit und sehr exaktem Positionieren machen die Entwicklung von Antriebskomponenten exakt für dieses Anwendungsprofil erforderlich. Steigende Drehzahlen, hohe Zerspanungsleistungen und immer höhere Präzision in der Oberflächenbearbeitung: Das sind zentrale Trends in der spanenden Metallbearbeitung. Die Werkzeugmaschinen der neuesten Generation arbeiten mit sehr hohen Spindeldrehzahlen und erreichen ein sehr gutes Oberflächen-Finish. Im Hochleistungssegment der Großanlagen stellen die Maschinen neue Zerspanungsrekorde auf. So hat ein schwedischer Hersteller kürzlich mit einem Hochgeschwin- Andreas Kropp ist Application Engineering Manager Precision bei der NSK Deutschland GmbH in Ratingen digkeits-Bearbeitungszentrum in einer Minute 16,4 l Aluminium-Vollmaterial in Luftfahrtqualität zerspant. Hohe Anforderungen an den Spindelantrieb Dass die Antriebe solcher Anlagen sehr hohe Anforderungen an Drehzahl und Beschleunigung erfüllen müssen, bedarf keiner näheren Erklärung, und es gilt nicht nur für den (rotativen) Spindelantrieb, sondern auch für die Linearachsen des Maschinenportals. Zudem müssen bei sämtlichen Bearbeitungszentren die Spindelantriebe hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen können, was wiederum eine sehr präzise Abstimmung aller Komponenten im Antriebssystem voraussetzt. Exakt für diese wirklich herausfordernden Bedingungen – zu denen noch widrige Umgebungseinflüsse wie Kühlschmierstoffe, Späne und Schleifstaub hinzukommen – hat NSK die Robust-Reihen entwickelt: ein branchen- und anwendungsspezifisches Programm an Wälzlagern für Werkzeugmaschinen. Es gibt sie in unterschiedlichen Ausführungen u. a. mit Stahlund Keramikkugeln, Lagerringen aus verschiedenen Spezialstählen und mehreren Käfigausführungen. Hauptspindellager für schnelllaufende Maschinen Als Hauptspindellager werden überwiegend Schrägkugellager in Hochgenauigkeits-Ausführung eingesetzt. Hier erreichen die Lager – insbesondere bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung – sehr hohe Drehzahlen. Zugleich sind die Anforderungen an die Laufgenauigkeit extrem hoch, 84 antriebstechnik 9/2018

SPECIAL I ANTRIEBE FÜR WERKZEUGMASCHINEN 01 Als Spindellager werden häufig Hochgenauigkeits-Schrägkugellager verwendet 02 Für die Hochgenauigkeits-Schrägkugellager wurde der Robust Sursave-Käfig entwickelt 03 Zum Kugelgewindetriebe-Programm gehört eine neue Baureihe nach DIN-Norm und das bei hohen Axial- und Radialkräften. Außerdem muss die Eigenerwärmung der Lager trotz hoher Drehzahlen gering bleiben, um die geforderten extrem hohen Laufgenauigkeiten zu erreichen. Neu im Programm der Robust-Schrägkugellager ist der Sursave-Käfig, der für schnelllaufende Hauptspindeln von Werkzeugmaschinen entwickelt wurde. Neben der Eignung für sehr hohe Drehzahlen gehört das sehr niedrige Reibmoment zu den charakteristischen Merkmalen der Sursave- Käfige. Es bewirkt eine nur geringe Wärmeentwicklung, was – wie oben beschrieben – einen wichtigen Beitrag zu zuverlässigen Bearbeitungsprozessen bei hohen Drehzahlen leistet. 20 % höhere Drehzahlkennwerte In Zahlen ausgedrückt: Die neuen Lager können Drehzahlkennwerte von über 3 Millionen n x dm erreichen. Das ist ein Plus von 20 % im Vergleich zu konventionellen Schrägkugellagern. Das Lagerreibmoment von Robust Sursave-Lager ist um etwa 20 % geringer und der nicht wiederholbare Schlag („Non-repeatable runout“; NRRO) ist in diesem Vergleich sogar um die Hälfte kleiner. Die Summe dieser Eigenschaften – hohe Drehzahlen, geringes Reibmoment und sehr hohe Laufgenauigkeit – führt dazu, dass Spindeln, die mit Robust Sursave- Schrägkugellagern ausgerüstet sind, eine exzellente Oberflächenqualität der bearbeiteten Bauteile, z. B. von Spritzgussformen und Antriebselementen, gewährleisten. Die höhere Leistung der Werkzeuge hat auch eine verbesserte Effizienz und Produktivität der gesamten Maschine zur Folge. Kugelgewindetriebe für die Linearachsen Auch für die linearen Antriebe von Werkzeugmaschinen, z. B. für die Hauptachsen oder Materialzuführungen, hat NSK – als weltgrößter Hersteller von Präzisions-Kugelgewindetrieben – ein eigenes Programm entwickelt. Das Programm umfasst diverse Bauformen mit Wellendurchmessern von FREQUENZUMRICHTER mit Multi-Level-Technologie TOP TECHNOLOGY MADE IN GERMANY Frequenzumrichter für Hochgeschwindigkeitsanwendungen bis 2.000 Hz im Leistungsbereich bis 432 kVA WWW.SIEB-MEYER.DE DU_sum_anzeige_SD2MMultilevel_185x90_antriebstechnik9.indd Sieb_Meyer.indd 1 1 02.08.2018 01.08.18 11:53:43 08:03 antriebstechnik 9/2018 85