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„Für mich als Entwickler bieten sich hier im Vergleich zu den konventionellen Lösungen viele Möglichkeiten, konstruktiv einzugreifen“, sagt Technologieentwickler Dr.-Ing. Tobias Heymann. „Ich kann für spezielle Aufgabenstellungen wesentlich leichter leistungsfähigere Werkzeuge entwickeln.“

Bei Bohrungen mit Tiefen ab etwa 20 x D sind Einlippenbohrer anderen Bohrwerkzeugen klar überlegen. Die Verläufe sind geringer, die Oberflächen von deutlich besserer Qualität. Wichtige Gründe, weshalb diese Gattung Werkzeuge nicht selten auch für Anwendungen mit weniger tiefen Bohrungen, aber höchsten Qualitätsanforderungen zum Einsatz kommt. Der Fachmann spricht dann von „Präzisionsbohren“. Die Qualität lässt sich noch steigern, wenn Einlippenbohrer mit Wendeschneidplatten zum Einsatz kommen. Dieser Sachverhalt ist vielfach noch nicht bekannt, da Wendeschneidplatten beim Tiefbohren nicht annähernd so verbreitet sind wie beispielsweise beim Fräsen, Drehen oder Kurzlochbohren.

„Einlippenbohrer mit Wendeschneidplatten haben sowohl Performance- als auch Qulitätsvorteile“, sagt Dr. Thomas Bruchhaus, Werkzeugexperte bei TBT Tiefbohrtechnik in Dettingen/Erms. „Ist für den Anwender auch nur einer diese Aspekte wichtig, raten wir zu Wendeschneidplatten-Einlippenbohrern. Und das kommt immer häufiger vor, denn der Kostendruck und die Anforderungen an die Qualität bei den Zerspanern nehmen kontinuierlich zu.“

Während bei Kühl- oder Schmierbohrungen im Bereich des Formenbaus oder der Automobilindustrie die Qualität der Bohrung im Vergleich zur Bearbeitungszeit eher untergeordnet ist, legt beispielsweise die Kunststoffindustrie viel Wert auf extrem glatte Oberflächen. Beide Anforderungen kann der Wendeplatten-Einlippenbohrer sehr gut erfüllen.

Als Komplettanbieter für das Tiefbohren haben die Dettinger Experten ihr Werkzeugprogramm in den letzten Jahren immer weiter ausgebaut. Einlippenbohrer mit Wendeschneidplatten für das Vollbohren sind derzeit ab 12 mm Durchmesser lieferbar. Bei kleinen Durchmessern fehlt der Platz für die Klemmung der Wendeschneidplatten und Führungsleisten, diese werden deshalb nach wie vor und ausschließlich mit gelöteten Schneiden gefertigt. Das Aufbohren mit Einlippenbohrern ist eine seltener vorkommende Bearbeitungsart, die Werkzeuge fertigt TBT fast immer nach Kundenanforderungen.

„Wir konnten in der Zwischenzeit bei Kunden und in unserer Lohnbearbeitung viele Vergleiche zwischen Einlippenbohrern mit Wendeschneidplatten und gelöteten Schneiden durchführen. Die Vorschübe sind immer höher, teilweise um den Faktor 2 bis 3, die Oberflächen besser“, so Bruchhaus weiter. Neben den Schneiden tragen auch die Führungsleisten ihren Teil zu einer hohen Qualität bei, da sie den letzten Kontakt mit der Bohrung haben. Die Leisten werden ebenfalls aus beschichtetem Hartmetall hergestellt und sorgen für eine zusätzliche Glättung der Bohrungswand. Zudem gibt es die Möglichkeit, durch Unterlagen den Durchmesser der Führungsleisten im Hundertstelbereich feinzujustieren.

Der Grund für das bessere Abschneiden der Wendeschneidplatten: Im Unterschied zu gelöteten Schneiden verfügen sie über eingesinterte Spanformer, welche die Spanbildung optimieren. In Verbindung mit positiven Geometrien reduzieren sich die Schnittkräfte. Es entstehen Reserven, um den Vorschub zu erhöhen, oder, bei unveränderten Schnittdaten, die Maschinenleistung zu verringern. Spanformer bei gelöteten Werkzeugen einzuschleifen, ist nur sehr begrenzt möglich und aufwändig. Bei der Wiederaufbereitung solcher Schneiden müssen die Spanformer komplett neu geschliffen werden, so dass viel Material der Hartmetallschneiden verloren geht und nur wenige Nachschleifzyklen überhaupt möglich sind.

Für den Sonderfall Aufbohren ist der Einsatz von Einlippenbohrern mit gelöteten Schneiden wegen Spanbruchproblemen häufig eingeschränkt, was mit der geringen Spantiefe zu tun hat. Anders bei Wendeschneidplatten. Die positive Spanformergeometrien erzeugen auch bei geringen Schnitttiefen die gewünschten kurzen Späne, was der Bohrungsqualität und der Prozesssicherheit zugute kommt. Ferner bietet auch bei der Herstellung von Stufenbohrungen die Kombination von Voll- und Aufbohrprozessen große Vorteile. Falls die Maschinenleistung zum Vollbohren größerer Bohrungsdurchmesser zu gering ist, kann ein Aufbohrwerkzeug die Lösung sein. Weitere Varianten wären Einlippenbohrer, die das Voll- und Aufbohren in einem Werkzeug kombinieren. „Bei Sonderformen dieser Art haben die Ausführungen mit Wendeschneidplatten stets die Nase vorn“, betont nochmals der Experte.

Schließlich überzeugen auch die „weicheren“ Argumente: Da Werkzeuge mit austauschbaren Schneiden nicht zum Nachschleifen geschickt werden müssen, verursachen sie weniger laufende Kosten und stehen immer zur Verfügung. Des Weiteren reduzieren sich viele Neben- bzw. Rüstzeiten. Im Verschleißfall braucht der Maschinenbediener nicht das komplette Werkzeug aus der Maschine zu nehmen, der Schneidenwechsel kann auf der Maschine erfolgen. Außerdem wird ein gelötetes Werkzeug nach dem Nachschleifen kürzer, was unter Umständen Anpassungen im NC-Programm notwendig macht. Mit WSP-Werkzeugen hingegen kann der Maschinenbediener sofort weiter arbeiten.

Last but not least ist durch die Verwendung unterschiedlicher Hartmetallsorten und Geometrien eine gezielte Prozessanpassung möglich, so dass der Anwender unter dem Strich mit weniger Werkzeugen auskommt und weitere Kosten spart.

TBT auf der EMO 2017: Halle 16, Stand C19 (Maschinen) / Halle 4, Stand G84 (Bohrwerkzeuge)

Pressemeldung von Yvonne Nagel – PressCo. The Press Company.

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Wo tiefe Bohrungen mit geringen Verläufen und exzellenten Oberflächen gefragt sind, sind Einlippen-Bohrwerkzeuge die erste Wahl. Bei kleinen Durchmessern sind Werkzeuge aus Vollhartmetall oder mit gelöteten Bohrköpfen aus Hartmetall nach wie vor der Standard. Bei größeren Bohrungen greifen die Zerspaner zunehmend auf Ausführungen mit Wendeschneidplatten zurück. „Einlippen-Bohrwerkzeuge zählen zwar nicht zu den typischen Werkzeugen für Wendeschneidplatten, doch sehen wir seit Jahren einen Trend in diese Richtung“, bestätigt Jürgen Bek, Leiter des Geschäftsbereichs Bohrwerkzeuge bei TBT Tiefbohrtechnik.

„Anlass genug für uns, eine eigene Werkzeugfamilie zu entwickeln: die WP-ELB Serie 10.“ Die Spezialisten in Dettingen/Erms legten die Bohrerfamilie für den Durchmesserbereich 12 bis 28 mm aus. Sechs Wendeplattengrößen reichen aus, um diesen Bereich abzudecken. Die Grundkörper stehen in 0,1 mm-Abstufungen zur Verfügung. Neben den Schneiden sind standardmäßig auch zwei Führungsleisten drehbzw. austauschbar. Wie die Schneidplatten sind auch diese vollbeschichtet und damit langlebig. Zusätzliche Einstellplatten mit 0,1 bis 0,2 mm Dicke, Abstufung 0,02 mm, dienen als optionale Unterlagen für die Führungsleisten. Mit ihnen lässt sich eine Feinjustierung des Bohrungsdurchmessers vornehmen. Ferner sind Werkzeugvarianten mit langem Kopf und drei zusätzlichen Führungsleisten lieferbar. Diese sind für Anwendungen gedacht, die ein prozesssicheres Überkreuzbohren erfordern. Kreuzende Bohrungen finden sich zum Beispiel in Heißkanalplatten, Spritzgießformen oder Steuerblöcken.

Die Vorteile der WP-ELB Serie 10:

1. Hohe Wirtschaftlichkeit und Qualität durch eine eigens entwickelte Schneidengeometrie für eine optimale Spanbildung;
2. Kurze Stillstandzeiten durch schnellen Wechsel der Verschleißteile am eingespannten Werkzeug;
3. Einfache Handhabung – das Nachschleifen entfällt, eine Längeneinstellung ist nicht erforderlich, die Verschleißteile sind einfach zu bevorraten;
4. Hohe Standzeiten durch Vollbeschichtung und Schneidkantenpräparation. Indem die Schneiden austauschbar sind, hat der Anwender zudem eine  Möglichkeit, die Werkzeuge an die Anwendung anzupassen.

TBT liefert bei Bedarf Wendeplatten mit alternativen Geometrien, Schneidstoffen und Beschichtungen.

Eine wichtige Anwendergruppe für Einlippen- Bohrwerkzeuge sind die Hersteller von Spritzgießformen und Heißkanalsystemen. Ein weltweit führender Spezialist dieser Branche, der Formwerkzeuge sowohl für große Teile wie Armaturentafeln oder Stoßfänger wie auch für kleine Zahnräder oder Kontaktlinsenbehälter produziert, bohrte bislang mit gelöteten Einlippen-Bohrwerkzeugen mit 5-Flächen-Anschliff und Beschichtung. Doch die Oberflächenqualität ließ als Folge eines frühen Werkzeugverschleißes schnell zu wünschen übrig. Ein relativ hoher Aufwand für das Nachschleifen und Einstellen der Werkzeuge war die Folge. Daneben erforderte der Prozess verhältnismäßig lange Taktzeiten. Der Kunststoffspezialist sah sich nach Alternativen um, testete zwischendurch andere Möglichkeiten, die Oberflächen nachzubearbeiten, unter anderem Reibahlen. Doch die Gesamtbearbeitungszeit stieg dadurch noch weiter an. Schließlich beschlossen die Fertigungsverantwortlichen, Wendeplattenwerkzeuge zu testen. Dies führte sie am Ende auf die WP-ELB Serie 10 von TBT. Und damit stellte sich der gewünschte Erfolg ein: „Wir erreichten bei dieser Anwendung eine Oberflächengüte von Ra < 0,9 μm und gleichzeitig eine Steigerung der Produktivität um das 3,5-fache“, fasst Jürgen Bek das Ergebnis zusammen. „Der Anwender bestätigte, dass sich die Prozesskosten um ein Drittel reduzierten. Das Nachschleifen und der damit verbundene logistische Aufwand gehören komplett der Vergangenheit an.“

Jürgen Bek ergänzend zur Qualität: „Standardwerkzeuge liegen problemlos innerhalb der ISO-Toleranzklasse IT8. Nach Rücksprache mit unseren Experten bzw. nach einer Feinjustierung ist gegebenenfalls auch IT7 möglich.“

Jürgen Bek, Leiter des Geschäftsbereichs Bohrwerkzeuge bei TBT Tiefbohrtechnik in Dettingen Erms: „Einlippen- Bohrwerkzeuge mit Wendeschneidplatten sind im Kommen.“

Pressemeldung von Yvonne Nagel – PressCo. The Press Company.

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If the objective were to simply drill centric cooling channels, this would be a simple task hardly worth mentioning. However, tool shanks have become complex workpieces, the cooling lubricant must be optimally fed to the edges of the drill or cutter for which a centric cooling drill hole does not suffice. One manufacturer of such shanks was confronted with increasing challenges as a result. This manufacturer was commissioned with producing several variants with different shank lengths and diameters, as well as versions with eccentric drill holes, sometimes running slanted to the workpiece centre axis and in various distances to the centre axis. The diameters of the cooling drill holes vary with each tool for which they are intended, ranging mostly from 1.5 to 6 mm. This results in rather large length-diameter relations. Deep drilling technology with single-line drills is best suited for this task, as single-line drills run a superior course to conventional twist drills and frequently are safer drilling tools.

Since the manufacturer of the tool shanks was already using several deep drilling machines Type ML200 by TBT Tiefbohrtechnik in Dettingen/Erms, the new workpiece variants were to be manufactured on the basis of this machine as well. The machine is perfectly suited for tool shank applications. It is provided by TBT with one or several spindles, corresponding to drill diameters of 0.8 to 12 mm. Those dimensions provide flexibility in both directions in case the diameter range from 1.5 to 6 mm does not suffice. Dettingen-based TBT does not only manufacture machines but also serves as contact partner for all questions around deep drilling. This also applies for devices. As a consequence, this tool shank manufacturer requested a suitable solution from TBT which could be adjusted to the new, different workpiece versions and fit exactly with the intended ML200 in a two-spindle variant..

The device constructed by TBT offers four degrees of freedom for workpiece adjustment. The image shows the scale for the 360° rotation of the workpiece and the counter for height adjustment.
For the specialists at TBT, constructing devices is every-day business. However, providing a highly flexible solution in this instance was a challenging task. Some details: The drilling device had to provide four degrees of freedom: 360° rotation of the workpiece around the centre axis, height adjustment, cross adjustment and angle adjustment for the slanted drill holes in the horizontal. Cross and angle adjustment could be synchronous for both spindles. However, the rotation and height adjustment for both workpieces must be adjustable separately for each spindle. Andreas Schlegel, Sales Manager at TBT: “We strive to deliver complete solutions functioning at 100%, consisting of deep drilling machine, drilling tools and all other plant components. Apart from the devices, that may include components for automated production. In this case, the customer decided against an automated solution for cost reasons and commissioned us to install a manual device.”
The diameters of the coolant drill holes in a tool shank frequently differ (see Fig: d1, d2). The user clasps the workpiece and drills from both sides. A stop ensures exact positioning. A clamping screw fixates the cylindrical shanks which are equipped with a milled groove for this purpose. The version shown has a drill hole with d1 slanted and outside of the centre. At the centre of the workpiece, it meets drill hole with d2 which is also eccentrically positioned to the centre axis but parallel to the axis. The difficulty: The slanted d1 drill hole must meet the d2 drill hole exactly at this position to prevent impermissible tightening of the cross-section.

Due to the vastly varying drill depths of the different workpiece variants, the user employs the drill bush in two ways: For depths up to approx. 200 mm, immersion sleeves are used which feed the drill bushing to the workpiece using springs. To drill deeper, the user disassembles the immersion sleeves and uses a sealing case. In this case, there is also the option of installing a bezel for supporting the deep drilling tools.

All in all a prime example for the high art of device construction. “Our solution includes quite a few ingenious details,” says Andreas Schlegel. “All deflections are quite simple using scales or the digital display and can be adjusted with precision.” Since even small angle deflections will cause large axial misalignments in long workpieces, the available space in the ML200 was initially a hot topic of discussion. However, the engineers were able to combine all the requirements, quality and available space. The user does not have to invest into a larger machine – that was one of the main requirements. “And for all drilling processes, the serial protective hood still closes,” adds Andreas Schlegel with a smile.

Andreas Schlegel, Sales Manager at TBT: “We strive to deliver complete solutions functioning at 100%.

Pressemeldung von Yvonne Nagel – PressCo. The Press Company.

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Ginge es nur darum, zentrische Kühlkanäle zu bohren, wäre dies eine einfache, kaum nennenswerte Aufgabe. Aber Werkzeugschäfte sind heute komplizierte Werkstücke, der Kühlschmierstoff soll optimal an die Schneiden der Bohrer oder Fräser geführt werden, dafür reicht eine zentrische Kühlbohrung nicht aus. Ein Hersteller solcher Schäfte sah sich daher mit steigenden Anforderungen konfrontiert. Er hatte mehrere Varianten zu fertigen mit unterschiedlichen Schaftlängen und -durchmessern, auch Ausführungen mit exzentrischen Bohrungen, teilweise auch schräg zur Werkstückmittelachse verlaufend und in unterschiedlichem Abstand zur Mittelachse. Die Durchmesser der Kühlbohrungen variieren je nach Werkzeug, für das sie bestimmt sind, meistens bewegen sie sich im Bereich von 1,5 bis 6 mm. Damit ergeben sich große Längen-Durchmesser-Verhältnisse. Die Tiefbohrtechnologie mit Einlippenbohrern eignet sich am besten hierfür, denn Einlippenbohrer sind bezüglich Verlauf herkömmlichen Wendelbohrern überlegen und häufig die prozesssicheren Bohrwerkzeuge.
 
Da der Hersteller der Werkzeugschäfte bereits mit mehreren Tiefbohrmaschinen des Typs ML200 von TBT Tiefbohrtechnik in Dettingen/Erms in seiner Fertigung bohrte, wollte er die neuen Werkstücktvarianten ebenfalls auf dieser Maschinenbasis bearbeiten. Die Maschine ist bestens für die Anwendung Werkzeugschäfte ausgelegt. TBT liefert sie mit einer oder mehreren Spindeln, entsprechend für Bohrdurchmesser von 0,8 bis 12 mm. Damit ist auch noch Luft nach unten und oben vorhanden, falls die Durchmesserspanne 1,5 bis 6 mm nicht ausreichen sollte. Das Dettinger Unternehmen ist aber nicht nur Maschinenhersteller, sondern ebenso Ansprechpartner für alle Fragen rund um das Tiefbohren. Das gilt beispielsweise auch für Vorrichtungen. Folglich fragte der Hersteller der Werkzeugschäfte bei TBT eine entsprechende Lösung an, anpassbar an die neuen, unterschiedlichen Werkstückausführungen und exakt passend zur vorgesehenen ML200 in Zweispindelausführung.

Vorrichtungen zu konstruieren, gehören für die Spezialisten in Dettingen zum Alltagsgeschäft. Doch diese Aufgabe war eine der kniffligeren, weil es um eine hochflexible Lösung ging. Im Detail: Die Bohrvorrichtung musste vier Freiheitsgrade bieten, nämlich eine 360-Grad-Drehung des Werkstücks um die Mittelachse, eine Höhenverstellung, eine Querverstellung und eine Winkelverstellung für die schrägen Bohrungen in der Horizontalen. Quer- und Winkelverstellung durften synchron für beide Spindeln erfolgen, die Drehung und Höhenverstellung für beide Werkstücke musste jedoch für jede Spindel getrennt eingestellt werden können. Andreas Schlegel, Sales Manager bei TBT: „Unser Anspruch ist es, komplette und zu hundert Prozent funktionierende Lösungen zu liefern, bestehend aus Tiefbohrmaschine, Bohrwerkzeugen und sämtlichen weiteren Anlagenteilen. Das können neben Vorrichtungen auch Komponenten für eine automatisierte Fertigung sein. In diesem Fall schied der Kunde eine automatisierte Lösung aus Kostengründen aus und beauftragte uns mit einer manuellen Vorrichtung.“
Nicht selten sind die Durchmesser der Kühlmittelbohrungen in einem Werkzeugschaft unterschiedlich (s. Abb.: d1, d2). Der Anwender spannt sein Werkstück um und bohrt von beiden Seiten. Ein Anschlag sorgt für die genaue Positionierung. Eine Klemmschraube fixiert die zylindrischen Schäfte, die dafür über eine Anfräsung verfügen. Bei der gezeigten Variante verläuft eine Bohrung mit d1 schräg und außermittig. Etwa in Werkstückmitte trifft sie eine ebenfalls exzentrisch zur Mittelachse liegende, aber parallel zur Achse verlaufende Bohrung mit d2. Die Schwierigkeit dabei: die schräge d1-Bohrung muss die d2-Bohrung genau treffen, da es sonst zu einer unzulässigen Querschnittsverengung kommen könnte.

Aufgrund der teils stark variierenden Bohrtiefen bedingt durch die verschiedenen Werkstückvarianten verwendet der Anwender den Bohrbuchsenträger in zweifacher Weise: Für Tiefen bis ca. 200 mm kommen Tauchhülsen, welche mittels Federn die Bohrbuchse ans Werkstück anlegen, zum Einsatz. Für tiefere Bohrungen demontiert der Bediener die Tauchhülsen und verwendet ein Dichtgehäuse. In diesem Falle hat er auch die Möglichkeit, eine Lünette zur Abstützung der Tiefbohrwerkzeuge zu installieren.

Alles in allem ein Beispiel für die hohe Kunst des Vorrichtungsbaus. „Unsere Lösung enthält eine Menge ausgetüftelter Details“, meint Andreas Schlegel. „Alle Auslenkungen sind mittels Skalen oder auch Digitalanzeige einfach und ausreichend genau justierbar.“ Da bei langen Werkstücken schon eine kleine Winkelauslenkung einen großen Querversatz bewirkt, war der verfügbare Platz in der ML200 zunächst ein heißes Diskussionsthema. Aber den Konstrukteuren ist es gelungen, alle Anforderungen, Qualität und den verfügbaren Raum, unter einen Hut zu bringen. Der Anwender braucht nicht in eine größere Maschine zu investieren – das war eines seiner Hauptanliegen. „Bei allen Bohrprozessen lässt sich die serienmäßige Schutzhaube noch schließen“, setzt Andreas Schlegel schmunzelnd hinzu.


 
Die Zeichnung zeigt eine mögliche Variante eines zu bearbeitenden Werkstückes. Schräge Kühlmittelbohrungen mit unterschiedlichem Abstand zur Achse treffen etwa in Werkstückmitte auf parallel verlaufende, exzentrische Bohrungen. Die dargestellte Schräglage der d1-Bohrungen ist mit Hilfe der vier Freiheitsgrade der Vorrichtung – Drehbewegung des Werkstücks, Vertikal-, Quer- und Winkelverstellung – realisierbar. Je nach Ausführung der ML200 Tiefbohrmaschine sind Werkzeugschäfte dieser Art bis zu 600 mm Länge bearbeitbar.



Blick in die zweispindelige ML200 von TBT für das Bohren von Werkzeugschäften. V.l.n.r.: Vorrichtung, Bohrbuchsenträger mit Tauchhülsen, Spindelstock. Für Bohrtiefen >200 mm rüstet der Anwender den Bohrbuchsenträger auf das Dichtgehäuseverfahren um. In diesem Fall kann auch eine Lünette montiert werden.



Die von TBT konstruierte Vorrichtung bietet vier Freiheitsgrade für die Werkstückausrichtung. Im Bild sichtbar ist die Skala für die 360-Grad-Drehung des Werkstücks und der Zähler für die Höhenverstellung.

Andreas Schlegel, Sales Manager bei TBT: „Unser Anspruch ist es, komplette und zu hundert Prozent funktionierende Lösungen zu liefern.“

Pressemeldung von Yvonne Nagel – PressCo. The Press Company.

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Legenden wie Apple-Gründer Steve Jobs haben in einer Garage die ersten Computer zusammengelötet – beispielhaft für viele kleine Werkstätten, aus denen später ein Weltkonzern erwuchs. Klein angefangen hat auch die Dettinger Tiefbohrtechnik: Sieben Männer wagten im Jahr 1966 den Sprung in die Selbstständigkeit. Heute zählt das Unternehmen 245 Mitarbeiter, und die bringen Ermstäler Maschinenbau-Technologie international an den Kunden. Tiefbohrmaschinen und die dafür nötige Ausstattung werden in der Dettinger Siemensstraße entwickelt und von dort in die Welt geliefert. Zum 50-jährigen Bestehen des Unternehmens sprach die SÜDWEST PRESSE mit TBT-Geschäftsführer Wolfgang Klein.

SÜDWEST PRESSE: Herr Klein, das Tiefbohren, Spezialgebiet in Ihrer Firma, gilt in der Metallverarbeitung immer noch als Nischentechnologie. Was genau hat es damit auf sich? Wolfgang Klein: Das Tiefbohren unterscheidet sich vom herkömmlichen Bohren enorm. Das wird auch jedem klar, der vor einer solchen Maschine steht. Die Anlagen sind bis zu 40 Meter lang, je nach Bohrdurchmesser. Tief zu bohren ist eine Wissenschaft für sich, denn es geht darum, ganz exakt zu bohren. Die Anforderungen an die Präzision steigen ständig, außerdem verarbeiten immer mehr Anwender edle, schwer zu bearbeitende Werkstoffe.

Gibt es da mal ganz auch spektakuläre Aufträge?
Ja, wir haben vor Jahren beispielsweise eine Großmaschine für einen Kunden in Russland gebaut. Die Anlage war so riesig, dass sie gar nicht unter das Hallendach in Dettingen passte und für den Transport in viele, viele Teile zerlegt werden musste. Unsere Mitarbeiter reden heute noch davon, weil der Auftrag so außergewöhnlich war.

Welche Rolle spielt der russische Markt für die Firma TBT?
Eine wichtige. Russland ist für uns ein bedeutender Abnehmer, denn dort gibt es sehr viel Schwerindustrie, aber kaum Firmen, die Tiefbohrmaschinen bauen. Viele Betriebe, gerade im Bergbau, sind dort deswegen auf Importe angewiesen. Wir haben bislang 25 bis 30 Prozent unserer neu gebauten Maschinen nach Russland geliefert. Momentan kämpfen wird mit den EU-Sanktionen gegen das Land.

Wie gleichen Sie die Verluste aus dem Russland-Geschäft aus?
Das machen wir momentan mit dem wachsenden Geschäft im Bereich des Werkzeugbaus wett. Wir sind dabei, hier neue Produkte auf den Markt zu bringen und haben vor zwei Jahren eine eigene Abteilung für die Entwicklung von Werkzeugen gegründet. Auch das Lohnbohren, das in unserer Niederlassung in Riederich untergebracht ist, läuft gut. Dort werden Kundenwerkstücke bearbeitet und Technologien entwickelt. Das Lohnbohren haben wir in den vergangenen Jahren kontinuierlich ausgebaut. Für uns hat es sich als wettbewerbsentscheidender Faktor erwiesen, Maschinen, Werkzeuge und Dienstleistungen aus einer Hand anzubieten.

Mit ihren drei Geschäftsfeldern Maschinen- und Werkzeugbau sowie Lohnbohren setzen Sie ja auch auf den Markt in Asien.
Ja, die Firma TBT hat im vergangenen Jahr eine Niederlassung in China eröffnet, um auf die Wünsche der Kunden in Asien schneller eingehen zu können. Dort werden unter anderem auch verschlissene Bohrwerkzeuge wieder aufbereitet.

Fürchten Sie nicht, dass Ihre Spezialmaschinen in China kopiert und billiger auf den Markt gebracht werden?
Solche Fälle sind zwar allgemein bekannt, aber die Angst, dass uns die chinesischen Fabrikate verdrängen, hat sich nicht bestätigt. Mittlerweile sind dort die Gehälter stark gestiegen, vor allem Shanghai und Peking sind keine Billiglohn-Standorte mehr. Die dort gefertigten Maschinen wären zu teuer für die Leistung, die sie bieten. Außerdem unterhält die Nagelgruppe, zu der die TBT gehört, selbst ein Werk in China. Wir wissen also, was dort auf dem Markt passiert.

Die TBT sieht sich als breit aufgestelltes Unternehmen: Sie werben mit Spezialmaschinen, aber auch mit einer großen Produktpalette, was das Equipment angeht. Wie schafft man diesen Spagat zwischen Innovation und Tradition?
Hier profitieren wir enorm von den Erfahrungswerten unserer Mitarbeiter. Viele sind schon lange im Unternehmen, wir haben eine durchschnittliche Verweildauer von 17 Jahren pro Beschäftigtem. Andererseits haben wir auch eine große Entwicklungsabteilung. Die setzt alles um, was es bislang noch nicht bei uns gab.

Ein halbes Jahrhundert TBT – wie sehen Sie die Zukunft des Unternehmens?
Wollen Sie weitere Niederlassungen gründen?
Unser Ziel ist es, hier am Standort Dettingen moderat zu wachsen. Wir stehen nicht unter dem Druck, unseren Umsatz jedes Jahr zu verdoppeln und suchen vorrangig Stabilität für unsere Mitarbeiter.

Apropos Mitarbeiter: Wie feiern Sie alle den runden Firmengeburtstag?
Wir haben bereits gefeiert – im kleinen Kreis mit den Beschäftigten und ihren Familien.

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Wärmetauscher spielen beim Übertragen von thermischer Energie eine große Rolle (Details:  siehe die separate Information). Bewährt haben sich dabei Rohrbündelwärmetauscher, in denen Wärmetauscherböden die Vielzahl von parallel angeordneten Rohren halten. Die besondere Funktionsweise und der Einsatz dieser speziellen Bauart stellen hohe Anforderungen an die Herstellung der Wärmetauscherböden: Die verwendeten metallischen Materialien müssen auf die sie durchströmenden Medien abgestimmt sein, damit keine chemischen Reaktionen auftreten. Wegen der hohen Betriebstemperaturen kommen warmfeste Komponenten zum Einsatz. Das erfordert eine sehr sorgfältige mechanische Bearbeitung mit verschleißfesten Werkzeugen, die für tiefe Durchgangsbohrungen ohne Spanbruchprobleme sorgen. Die Fügefläche zwischen Rohrboden und Rohren muss – auch bei über Jahrzehnte andauernden Temperaturschwankungen – dicht sein. Gefragt sind daher hochpräzise Bohrungen mit sehr gute Oberflächenquali-tät. Weil 25% des Bauteilvolumens zerspant wird, entsteht sehr viel Wärme im Bauteil, die dem Prozess mit entsprechend effektiven Kühlverfahren entzogen werden muss. Die Bohrtiefe be-trägt etwa das 10fache des Durchmessers: Konventionelle Bohrverfahren eignen sich daher in der Regel nicht für die Bearbeitung.

Tiefbohrverfahren sind hier besonders prädestiniert, weil sich mit ihnen prozesssicher tiefe Bohrungen mit hohen Zeitspanvolumina bohren lassen. Die Bohrungsqualität liegt außerdem weit über der von Kurzlochbohrern und die Prozesswärme lässt sich durch den prozessbedingt hohen Einsatz von Kühlschmierstoffen ideal abführen.

Die TBT Tiefbohrtechnik GmbH + Co. aus Dettingen/Erms erhielt im Spätherbst 2015 von einem Hersteller von Wärmetauschern den Auftrag, in rund zwei Arbeitswochen in zwei Wärmetauscherböden (Durchmesser: 1665 mm) jeweils 1752 Bohrungen einzubringen (Details: siehe Infokasten). Die Lohnbohrabteilung von TBT besitzt etwa 30 Tiefbohrmaschinen unterschiedlicher Bauformen und Abmessungen: Sie kann Bohrungen im Durchmesserbereich von 0,6 mm bis 70 mm mit maximalen Bohrtiefen von 1500 mm in einem Zug herstellen.

Statt der Bearbeitung auf einer mehrspindligen Tiefbohrmaschine kam wegen der kleinen Losgröße nur das Einlippenbohren auf einem einspindeligen Tiefbohr-Bearbeitungszentrum infrage. Bis vor kurzem hätte TBT einen konventionellen gelöteten Einlippen-Tiefbohrer eingesetzt. Doch wegen der knappen Zeitvorgaben entschied sich die Lohnbohrabteilung für ein Werkzeug aus der neuen Wendeschneidplatten-Einlippenbohrer-Familie Serie 10 von TBT. Die Werkzeuge ähneln beim Grundaufbau dem gelöteten Einlippenbohrer: Sie verfügen aber statt des Vollhartmetallkopfes über einen komplex ausgelegten Stahlgrundkörper, in den die für das Tiefbohren typischen Schneiden und Führungsleisten mit Klemmschrauben montiert sind. Diese soliden Stahlköpfe sind wiederum auf einen Stahlschaft aufgelötet, der über ein Spannelement in der Spindel der Maschine aufgenommen wird (Details: siehe auch „Technische Daten zum Wendeplatten-Einlippenbohrer“). Der Zerspanprozess lässt sich über unterschiedliche Schneidenausführungen an die Bearbeitungsaufgabe anpassen: Es hat sich bewährt, mit einem positiven Spanwinkel die Spanbildung zu verbessern und den Vorschub zu steigern.
 
Der Auftraggeber lieferte die beiden Wärmetauscherböden fertig gedreht an. Die TBT-Mitarbeiter achteten beim vertikalen Aufspannen auf den Spanntisch des Tiefbohr-Bearbeitungszentrums besonders auf eine steife Abstützung im oberen Teil des Werkstücks. Der Grund: Es treten hier die größten Kippmomente bei der Bearbeitung auf, die sich sowohl auf die Bohrungsqualität als auch auf die Standzeit des Werkzeugs negativ auswirken können. Wegen der knappen Zeitvorgaben entschieden sich die Mitarbeiter dafür, mit einer Vorschubgeschwindigkeit von mindestens 60 mm/min zu bohren. Auf diese Weise betrug die Zerspanungszeit pro Bauteil über 80 Stunden, bei Zweischichtbearbeitung also eine Woche plus Nebenzeiten.

Zu Beginn der Bearbeitung wurden vier Tests mit unterschiedlichen Schnittdaten durchgeführt (siehe auch: „Schnittdaten der vier Tests“). Die Span- und Freifläche der Schneide nach Test 1 (siehe die entsprechenden Bilder) zeigen deutlichen Kolkverschleiß auf der Spanfläche und teilweise Aufbauschneidenbildung (vc = 60 m/min, Vorschub f = 0,06 mm). Es trat starker Freiflächenverschleiß auf, der an der Schneidenecke bis auf eine Breite von vB, max = 0,5 mm stark ansteigt. In diesem Bereich ist auch eine plastische Schneidendeformation zu erkennen. Alles deutete daher auf eine zu hohe thermische Belastung der Schneide hin. Weil TBT die Vorschubgeschwindigkeit wegen der knappen Zeitvorgaben nicht reduzieren durfte, wurde schrittweise die Schnittgeschwindigkeit gesenkt und der Vorschub erhöht. Mit Erfolg, denn der vierte Test wies einen deutlich geringeren Verschleiß auf; eine plastische Deformation der Schneidenecke kam nicht mehr vor. Es tritt zwar ab und an noch eine leichte Abschieferung im Zentrumsbereich der Schneidkante auf. Sie lässt sich vermutlich auf eine Aufhärtung des Materials im Bohrungsgrund zurückführen, die den Prozess aber nicht negativ beeinflusst.

Die Lohnbohrabteilung bohrte beide Wärmetauscherböden komplett und problemlos mit den Parametern des vierten Tests. Die Bearbeitung mit dem Wendeschneidplatten-Bohrer startete auf halber Bauteilhöhe. TBT bohrte zunächst komplett eine horizontale Reihe mit rund 50 Bohrungen: Um die Wärmeverteilung in dem Bauteil konstant zu halten, folgten symmetrisch die Bohrungen der jeweils direkt darunter und darüber liegenden Reihe. Nach der Reihe wurde grundsätzlich die Wendeschneidplatte gedreht bzw. getauscht, um keinen Plattenbruch zu riskieren. Um einem Verschleiß der Führungsleisten vorzubeugen, wurden sie ebenfalls sicherheitshalber nach jeder zehnten Reihe gedreht oder ausgetauscht.  

Gelohnt hat sich alles in allem der Einsatz der Wendeschneid-Einlippenbohrer (Durchmesser: 19,3 mm, Gesamtlänge: 750 mm; Wendeschneidplatte: HM-Substrat P40 mit AlTiN-Monolayer-Beschichtung; Führungsleisten: HM-Substrat K10 mit TiN-Monolayer-Beschichtung, poliert; Werkzeugspannung: VDI-Stellhülse 25 x 112 mm). Aufgrund der positiven Erfahrungen mit diesem neuen Werkzeug ist sich TBT sicher, dass es künftig verstärkt zum Einsatz kommen wird. Es eignet sich generell für alle Tiefbohrungen, bei denen die Bohrtiefe mehr als das 10fache des Bohrungsdurchmessers ausmacht.

Für das Werkzeug spricht im Vergleich etwa zum konventionellen gelöteten Einlippenbohrer die einfachere Handhabung, denn man kann die Wendeschneidplatten und Führungsleisten in der Maschine innerhalb weniger Minuten austauschen. Der Anwender muss es außerdem nicht nachschleifen und er benötigt daher keine Ersatzwerkzeuge. Für das neue Konzept spricht aber vor allem die deutlich höhere Produktivität: In diesem Anwendungsfall hat sich die reine Bear-beitungszeit (ohne Nebenzeiten) etwa halbiert. Die Anschaffungskosten für das Werkzeug sind zudem nur rund 20 Prozent höher als die Investition in konventionelle Einlippenbohrer inklusive der erforderlichen Nachschliffe. Der Kundennutzen ist hoch: Er kann auch sehr zeitkritische Aufträge annehmen und diese mit hoher Präzision just-in-time erfüllen. Unterm Strich sinken sogar die Gesamtkosten, denn es entfällt die Notwendigkeit zum Bereithalten von Ersatzwerk-zeugen und die Anzahl an teuren Maschinenstunden reduziert sich deutlich (in diesem Fall sogar etwa um fast 50%).

Autor:
Dr.-Ing. Thomas Bruchhaus, Verkaufsleiter Nord bei der TBT Tiefbohrtechnik GmbH + Co, Det-tingen/Erms, www.tbt.de

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„Unsere Anwender fragen verstärkt flexible Maschinen nach – Flexibilität ist ein Entscheidungskriterium, das auch beim Tiefbohren immer wichtiger wird“, stellt Wladislaus Kiefer fest, Sales Director bei TBT Tiefbohrtechnik im schwäbischen Dettingen/Erms. Flexibilität beim Tiefbohren, damit sind vor allem ein großer Durchmesserbereich und die Wahl der Bohrtechnologie gemeint. Die meisten Tiefbohrmaschinen werden entweder für Einlippen- oder STS-Bohrwerkzeuge ausgelegt. Einlippenbohrer kommen in der Regel bis ca. 40 mm zum Einsatz, darüber fast ausschließlich STS-Bohrköpfe. Jedoch wird in vielen Fällen, bedingt durch besondere Qualitätsanforderungen, das STS-Verfahren auch schon ab etwa 15 mm verwendet.

Wer beide Technologien benötigt, kam bislang um die Anschaffung zweier Maschinen nicht herum. Eine Kombination boten allenfalls teure Sondermaschinen. Mit der neuen ML300-ELB/STS stößt TBT in eine Marktlücke vor. Erstmals bietet eine Standardmaschine beide Verfahren.

Die ML300 ist eine für unterschiedliche Optionen konzipierte Maschinenbasis. Bislang standen jedoch ausschließlich Varianten für Einlippen- oder STS-Werkzeuge zur Verfügung, in ein oder mehrspindeliger Ausführung. Je nach gewählter Bettlänge sind Bohrtiefen von 500 bis 3000 mm möglich. Es lassen sich auch mehrere Betten hintereinander positionieren, dann sind, abhängig vom Bohrdurchmesser, sogar 6000 mm möglich. Gemeinsam ist allen Ausführungen eine Mineralbetonfüllung. Dies garantiert eine hohe Stabilität und beste Dämpfungswerte, wichtige Aspekte vor allem bei großen Bohrdurchmessern. Wie bei TBT üblich ist auch die ML300-Serie mittels Taktband, Portal oder Roboter automatisierbar.

Als ELB/STS-Variante, mit den Voraussetzungen für beide Bohrtechnologien an Bord, deckt die Maschine den großen Durchmesserbereich 4 bis 60 mm für das Vollbohren ab. Oberhalb 60 mm ist auch das Aufbohren bis 90 mm möglich. „Die STS-Technologie kennt eine Reihe besonderer Techniken, etwa die stoßende und ziehende Bearbeitung, das Schälen und Glattwalzen mit speziellen Bohrköpfen,“ meint Wladislaus Kiefer. „Mit der ML300-ELB/STS sind alle diese Techniken möglich. Diese Vielseitigkeit macht die Maschine besonders für Lohnfertiger interessant.“

Der Wechsel von ELB- auf STS-Werkzeuge oder umgekehrt erfordert nur den Tausch weniger Komponenten. In erster Linie Bohrbuchsenträger und Lünette (ELB) sowie Führungsschlitten und Schwingungsdämpfer (STS). Außerdem sind noch die Werkzeugspannungen anzupassen. Damit sich die Umrüstung mit minimalem Aufwand durchführen lässt, platzierten die Dettinger Entwickler eine Spannplatte mit Nullpunkspannsystem auf dem Maschinenbett. Fixierbolzen sorgen für eine exakte Position des Bohrbuchsenträgers bzw. Führungsschlittens.

Unterschiede gibt es noch bei der Kühlmittelzufuhr. Einlippenwerkzeuge werden durch innere Kühlkanäle versorgt. Kühlmittel und Späne sammeln sich im Gehäuse des Bohrbuchensträgers und werden nach hinten abgeführt. Bei STS-Bohrwerkzeugen fließt das Kühlmittel in umgekehrter Richtung, die Zufuhr erfolgt von außen, der Abfluss mit den Spänen durch das Werkzeug. Die ML300-ELB/STS und ihre Wechselkomponenten verfügen über alle Anschlüsse und Abdichtungen für beide Kühlmittelkreisläufe. Laut TBT nimmt die Umrüstung der Maschine von der einen auf die andere Technologie nur knapp eine halbe Stunde in Anspruch.

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Deep hole drilling is an important technology for any contract manufacturer that processes shaft type parts within its portfolio. Many shafts require relief holes or have to be supplied with lubricant. That’s why GLUMANN Maschinenbau has seven deep hole drilling machines in operation, including two from TBT for hole depths up to 2000 mm.

The larger machine, an up-to-date ML500, is mainly used to work on various configurations of shaft for a long-standing engineering customer. The diameter of the holes in these shafts can vary, up to 80 mm. BTA/STS deep hole drilling method is the technology used. In this method, the cutting oil is fed to the tool under pressure along the outside of a hollow drill tube. The drill head itself, which is mounted onto the end of this tube has hard metal (carbide) cutting plates or inserts and has openings directly behind the cutting plates which allow cuttings and cooling lubricant to exit out of the hole through the inside of the drill tube and then into a chip conveyor.

Gerhard Glumann, chairman of the board and production director looks back: “As the quantity of shafts to be processed on this machine kept increasing, we had to come with a new solution to stop us getting into delivery deadline issues“. We opted for a fully automatic loading system, so that the machine could be operated unmanned once all processing parameters have been set. We presented this plan to our machine manufacturer TBT, who then worked upon a solution for us.”

Developing systems which facilitate fully automatic operation of deep hole drilling machines is part of everyday life for the experts in Dettingen/Erms and many solutions are available as standard. In this case, TBT designed a unit precisely tailored to meet the requirements and conditions at GLUMANN.

Components on two levels “After inspecting the space situation at the end-user, our designers came up with the idea to arrange the components in a space-saving layout over two levels, raw parts above, and finished parts below. Each level has a conveyor chain system to bring the parts in and out“, explains Karl Heinz Napowanez, sales director at TBT. “On the upper level, approximately at the height of the machine spindle, there is room for around 20 raw parts. That’s roughly the amount which is usually processed during a shift. The length of the shaft catered for, can be adjusted from 500 to 2000 mm, which means it can used for a very wide range of component lengths,” he adds.

Above the component conveyor chain, a two-armed gantry grab moves backwards and forwards on rails. As for the working process itself: The grab collects the raw part from the upper level, goes to the drilling spindle and puts the part into a self-centring steady rest between the three-jaw chuck and a female cone, then returns to the waiting position. The three-jaw chuck clamps automatically, and the drilling process can start. After drilling, the shaft is released and the grab lifts the part again from its processing position and passes it on to the lower level. One important detail, the grab has also been designed by TBT to be flexible. It covers the whole range of diameters which GLUMANN needs for its customers, from 80 to 140 mm, and so does not have to be converted.

Integrated into control “One thing was very important for us,” emphasises Gerhard Glumann, “the positioning of the loading unit behind the machine. This is different to many other automated solutions in machining technology and was necessary so that we can easily process individual one of orders for example, without any difficulty by bypassing the fully automatic loading operation. This means the ML500 is accessible from the operating side like any standard machine, with no access restrictions. The loading system is fully integrated into the machine control system. The operator only enters key data such as length of part to be processed, drilling diameter and depth. This means the machine “knows” the part in question and can run the NC program. TBT has built in even more features: total tool life, which the tool is expected to achieve, can be set via two different workpiece counters, which trigger different reactions in the program execution. This means the machine stops for a change of cutter in good time before tool failure. The ML500 also has feed force and coolant pressure monitoring. If the wear and tear on a tool should exceed a certain level more quickly, or if any other problem arises, the machine will also shut down automatically.
Source/Quelle:
Engineering Subcontractor  MARCH 2016

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„Unsere Anwender fragen verstärkt flexible Maschinen nach – Flexibilität ist ein Entscheidungskriterium, das auch beim Tiefbohren immer wichtiger wird“, stellt Wladislaus Kiefer fest, Sales Director bei TBT Tiefbohrtechnik im schwäbischen Dettingen/Erms. Flexibilität beim Tiefbohren, damit sind vor allem ein großer Durchmesserbereich und die Wahl der Bohrtechnologie gemeint. Die meisten Tiefbohrmaschinen werden entweder für Einlippen- oder STS-Bohrwerkzeuge ausgelegt. Einlippenbohrer kommen in der Regel bis 40 Millimeter zum Einsatz, darüber fast ausschließlich STS-Bohrköpfe. Jedoch wird in vielen Fällen, bedingt durch besondere Qualitätsanforderungen, das STS-Verfahren auch schon ab etwa 15 Millimeter verwendet.

Bohrtiefen bis 6 000 Millimeter möglich

Wer beide Technologien benötigt, kam bislang um die Anschaffung zweier Maschinen nicht herum. Eine Kombination boten allenfalls teure Sondermaschinen. Mit der neuen ML300-ELB/STS stößt TBT in eine Marktlücke vor, denn erstmals bietet eine Standardmaschine beide Verfahren.

Die ML300 ist eine für unterschiedliche Optionen konzipierte Maschinenbasis. Bislang standen jedoch ausschließlich Varianten für Einlippen- oder STS-Werkzeuge zur Alle Tiefbohrtechnologien auf einer Maschine Für die klassischen Tiefbohrverfahren mit Einlippen- und STS-Bohrwerkzeugen sind in der Regel verschiedene Maschinen notwendig. TBT Tiefbohrtechnik in Dettingen/Erms entwickelte nun eine Standard-Tiefbohrmaschine für beide Technologien. Der Durchmesserbereich erweitert sich damit beträchtlich. Verfügung, in ein- oder mehrspindeliger Ausführung. Je nach gewählter Bettlänge sind Bohrtiefen von 500 bis 3 000 Millimeter möglich. Es lassen sich auch mehrere Betten hintereinander positionieren, dann sind, abhängig vom Bohrdurchmesser, sogar 6 000 Millimeter möglich. Gemeinsam ist allen Ausführungen eine Mineralbetonfüllung. Dies garantiert eine hohe Stabilität und beste Dämpfungswerte; wichtige Aspekte vor allem bei großen Bohrdurchmessern. Wie bei TBT üblich ist auch die ML300-Serie mittels Taktband, Portal oder Roboter automatisierbar.

Durchmesserbereich 4 bis 60 Millimeter für das Vollbohren

Als ELB/STS-Variante, mit den Voraussetzungen für beide Bohrtechnologien an Bord, deckt die Maschine den großen Durchmesserbereich 4 bis 60 Millimeter für das Vollbohren ab. Oberhalb 60 Millimeter ist auch das Aufbohren bis 90 Millimeter möglich. „Die STS-Technologie kennt eine Reihe besonderer Techniken, etwa die stoßende und ziehende Bearbeitung, das Schälen und Glattwalzen mit speziellen Bohrköpfen“, meint Wladislaus Kiefer. „Mit der ML300-ELB/STS sind alle diese Techniken möglich. Diese Vielseitigkeit macht die Maschine besonders für Lohnfertiger interessant.“

Der Wechsel von ELB- auf STS-Werkzeuge oder umgekehrt erfordert nur den Tausch weniger Komponenten. In erster Linie Bohrbuchsenträger und Lünette (ELB) sowie Führungsschlitten und Schwingungsdämpfer (STS). Außerdem sind noch die Werkzeugspannungen anzupassen. Damit sich die Umrüstung mit minimalem Aufwand durchführen lässt, platzierten die Dettinger Entwickler eine Spannplatte mit Nullpunkspannsystem auf dem Maschinenbett. Fixierbolzen sorgen für eine exakte Position des Bohrbuchsenträgers beziehungsweise Führungsschlittens. Unterschiede gibt es noch bei der Kühlmittelzufuhr. Einlippenwerkzeuge werden durch innere Kühlkanäle versorgt. Kühlmittel und Späne sammeln sich im Gehäuse des Bohrbuchsensträgers und werden nach hinten abgeführt. Bei STS-Bohrwerkzeugen fließt das Kühlmittel in umgekehrter Richtung, die Zufuhr erfolgt von außen, der Abfluss mit den Spänen durch das Werkzeug.

Quelle:
Sonderdruck aus dima 2/2016.
AGT Verlag Thum GmbH, Teinacher Str. 34, 71634 Ludwigsburg.

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Für Lohnfertiger, die Rotationsteile komplett bearbeiten, ist das Tieflochbohren eine wichtige Technologie. Viele Wellen benötigen Erleichterungsbohrungen oder Schmiermittelversorgungen. Die Glumann Maschinenbau AG in Chemnitz hat daher sieben Tiefbohrmaschinen im Einsatz, darunter auch zwei von TBT für Bohrungstiefen bis 2000 mm. Auf der größeren Maschine, einer aktuellen ML500, werden vorwiegend Wellen eines langjährigen Auftraggebers aus dem Maschinenbau in verschiedenen Varianten bearbeitet. Die Bohrdurchmesser reichen bis 80 mm. Als Technologie kommt das BTA-Tiefbohren zum Einsatz. Bei diesem Verfahren wird das Schneidöl dem Werkzeug von außen zugeführt. Der mit Hartmetall-Schneidplatten bestückte Bohrkopf hat Öffnungen, durch welche Späne und Kühlschmiermittel durch die Bohrstange hindurch aus der Bohrung gelangen. „Als die Stückzahlen auf dieser Maschine immer mehr zunahmen, mussten wir uns eine Lösung überlegen, um nicht in Terminschwierigkeiten zu geraten“, blickt Gerhard Glumann, Vorstand und Fertigungsleiter zurück. „Wir entschieden uns für ein vollautomatisches Beladesystem, um die Maschine nach Einstellung aller Bearbeitungsparameter mannlos betreiben zu können. Den Plan legten wir auch unserem Maschinenhersteller TBT vor, der uns daraufhin eine Lösung ausarbeitete.“

Zahlreiche Lösungen vorhanden Bei den Experten von TBT gehört die Entwicklung von Systemen, die den vollautomatischen Betrieb von Tiefbohrmaschinen erlauben, zum Tagesgeschäft. Viele Lösungen sind bereits im Standard verfügbar. Im konkreten Fall konzipierte TBT eine exakt auf die Bedürfnisse und die Gegebenheiten bei Glumann zugeschnittene Anlage. „Nach Sichtung der Raumverhältnisse beim Anwender kamen unsere Konstrukteure auf die Idee, die Bauteile platzsparend auf zwei Etagen abzulegen, Rohteile oben, Fertigteile unten. Jede Etage enthält ein Transportkettensystem, um die Teile zu- und abzuführen“, erklärt Karl Heinz Napowanez, Sales Director bei TBT. Oben, etwa in ungefähr Spindelhöhe der Maschine, ist Platz für etwa 20 Rohteile. Das ist in etwa die Menge, die gewöhnlich in einer Schicht abzuarbeiten ist. „Die Werkstücklänge ist mittels Gewindespindeln von 500 bis 2000 mm einstellbar, dadurch ist der Anwender variabel für die unterschiedlichsten Aufgaben“, so Napowanez weiter. Oberhalb der Werkstücktransportketten gleitet ein zweiarmiger Portalgreifer auf Schienen vor und zurück. So holt sich der Greifer das Rohteil aus der oberen Etage, fährt bis zur Bohrspindel und legt das Werkstück zwischen Dreibackenfutter und Reitstock in einer selbst zentrierenden Lünette ab. Danach fährt er in Warteposition. Mit dem automatischen Schließen des Backenfutters beginnt der Bohrvorgang. Nach dem Bohren hebt der Greifer das Werkstück wieder aus seiner Bearbeitungsposition und übergibt es der unteren Etage.

Zudem hat TBT auch den Greifer flexibel gestaltet. Er deckt den gesamten Durchmesserbereich ab, den Glumann für seine Kunden benötigt, 80 bis 140 mm, braucht also nicht umgebaut zu werden.

Im Vergleich zu vielen anderen Automatisierungslösungen in der Zerspantechnik wurde die Beladeanlage hinter der Maschine positioniert. „Dadurch können wir auch Einzelstücke, bei denen wir auf einen vollautomatischen Betrieb verzichten, problemlos bearbeiten. Die ML500 ist demzufolge wie jede Standardmaschine auf der Bedienseite ohne Einschränkungen zugänglich“, betont Glumann. Das Beladesystem ist voll in die Maschinensteuerung integriert. Der Bediener gibt nur die Basisdaten wie Werkstücklänge, Bohrdurchmesser und Bohrtiefe ein. Die Maschine kann so das NC-Programm problemlos abarbeiten. Zu den weiteren, integrierten Features zählen, dass sich der zu erwartende Bohrweg des Werkzeugs über zwei verschiedene Werkstückzähler, die unterschiedliche Reaktionen bei der Programmabarbeitung veranlassen, vorgeben lässt. Dadurch stoppt die Maschine rechtzeitig für den Schneidenwechsel. Die ML500 verfügt außerdem über eine Vorschubkraft- und Kühlmittelüberwachung. Sollte der Werkzeugverschleiß früher ein bestimmtes Maß übersteigen oder sonst ein Problem auftreten, schaltet die Maschine ebenfalls automatisch ab.

Das Fazit von Glumann: „Dank des vollautomatischen Betriebs, den das Beladesystem ermöglicht, können wir die gestiegenen Stückzahlen ohne weitere Aufstockung der Personal- oder Maschinenkapazitäten abdecken.“

Auf einen Blick

Vorteile TBT-ML-500-Maschinenserie

• lieferbar in Ausführungen mit 1, 2 oder 4 Spindeln mit 37, 2 x 18,5 oder 4 x 7,5 kW Spindelleistung.
• geeignet für unterschiedliche Technologien: Bohren mit Einlippenbohrern, Bohren nach dem BTA-/STS-Verfahren (Single Tube System), Schälen, Glattwalzen, Einsatz von Hochleistungs Zweischneidern.
• Vollbohren bis D = 90 mm, Aufbohren bis D = 180 mm (STS, 1-Spindel-Ausführung)
• auslegbar für Bohrtiefen von 1000 bis 7000 mm

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Die mechanische Bearbeitung dieser Teile ist eine aufwändige Angelegenheit. Die Beweglichkeit der Segmente verlangt enge Toleranzen. Daneben erfordern die filigranen Reifenprofile eine Reihe komplizierter Operationen. Die Auslegung solch komplexer Bearbeitungen übernehmen häufig externe Spezialisten.

So auch bei einem großem Reifenhersteller, dieser beauftragte die TCM Tool Management & Consulting GmbH mit der Ausarbeitung eines Werkzeugkonzepts für die Fertigung von Formteilen auf einem 5-Achsen-Bearbeitungszentrum. Das Bohren der zahlreichen Entlüftungsbohrungen zählt zu den anspruchsvolleren Arbeitsgängen. Grund: es geht um Tiefen bis 80xD und relativ kleine Bohrungsdurchmesser. Die Konstruktion schreibt 1,5, 2,0 und 3,0 mm vor. Mit Blick auf die Prozesssicherheit sind Einlippenbohrwerkzeuge die erste Wahl für derartige Aufgaben.

TBT-High-Speed-Einlippenbohrer

Die High-Speed-Einlippenbohrer von TBT haben einen speziellen Anschliff mit einem an der Hauptschneide liegenden Spanformer. Um je nach Material Vorschübe von 400 bis 800 mm/min realisieren zu können, besteht das komplette Werkzeug aus Vollhartmetall. Zur Reduzierung der Investitionskosten wird der Bohrkopf des HS-Einlippenbohrers auf einen herkömmlichen Stahlschaft aufgelötet. Damit lassen sich diese Bohrer deutlich länger und günstiger herstellen. Mit dieser Variante eines High-Speed-Einlippenbohrers konnte der Vorschub gegenüber dem herkömmlichen Einlippenbohrer immer noch verdreifacht werden. Der Standweg des Bohrkopfes konnte trotz des höheren Vorschubs verdoppelt werden.

Standard-Einlippenbohrer

Zunächst griff TCM auf Standardeinlippenbohrer zurück, wie sie auch in der Stahlbearbeitung zum Einsatz kommen. Bei den 2 mm-Bohrungen entschieden sich die Verantwortlichen für das Bohren in zwei Stufen mit unterschiedlich langen Bohrwerkzeugen. Bei den 1,5-mm-Bohrungen schien eine noch etwas kompliziertere Vorgehensweise zweckmäßig: 1. Step: Bohren mit 1,5 mm von der Innenseite der Formen auf eine geringe Tiefe von 20xD. 2. Step: Bohren von der Gegenseite mit einem 3-mm-Bohrer in der Flucht der kleineren Bohrung.

Die Kunst in so einem Falle besteht darin, die andere Bohrung zu treffen. Auf einem modernen BAZ ist das aber kein Problem. Die Wirtschaftlichkeit einer solchen Vorgehensweise ist die dringendere Frage. Der Gegenbohrer wurde daher im Durchmesser größer gewählt, um mit höheren Schnittwerten fahren zu können. Zusätzliche Arbeitsschritte wie das Drehen des Werkstücks und das Anfräsen einer ebenen Anbohrfläche auf der konvexen Außenseite mussten in Kauf genommen werden. Trotz des Zeitgewinns durch den größeren Gegenbohrer kamen unter dem Strich sehr viele Maschinenstunden zusammen.

Zu viele in den Augen der Verantwortlichen von TCM – man begab sich folglich auf die Suche nach einer alternativen, noch wirtschaftlicheren Lösung. Bei TBT Tiefbohrtechnik wurden die Ratio-Spezialisten fündig. Das Unternehmen liefert neben Tiefbohrmaschinen auch die notwendigen Bohrwerkzeuge. Eine Produktlinie unter mehreren bilden die High-Speed-Einlippenbohrer aus Vollhartmetall. Unter anderem mit Innenkühlung ausgestattet, erfüllen diese Bohrwerkzeuge alle Voraussetzungen für den Einsatz auf modernen BAZ. TBT hat die Kopfgeometrie für die Aluminiumbearbeitung optimiert.Zu den besonderen Merkmalen zählt ein speziell ausgelegter Spanformer an der Hauptschneide. Dieser sorgt für einen kurzen Spanbruch, so dass die Späne mühelos vom Kühlmittel aus der Bohrung gespült werden. Eine besondere Beschichtung verhindert die Bildung von Aufbauschneiden und erhöht die Standzeiten. Alle Features zusammen bewirken deutliche Verbesserungen der Performance und Prozesssicherheit im Vergleich zu Standardausführungen.



TBT hat die Kopfgeometrie für die Aluminiumbearbeitung optimiert. Zu den besonderen Merkmalen zählt ein speziell ausgelegter Spanformer an der Hauptschneide.

Reduzierung der Nebenzeiten

„Wir sind mit unseren High-Speed-Bohrwerkzeugen in der Lage, sämtliche Entlüftungsbohrungen der Reifenformteile in einem Zuge oder von einer Seite zu bohren“, betont Stefan Haas, Vertriebsingenieur Geschäftsbereich Bohrwerkzeuge bei TBT Tiefbohrtechnik. Werkzeugwechsel innerhalb einer Bohrung oder das Drehen und Umspannen des Werkstücks für das Bohren von der Gegenseite entfallen vollständig. Die damit verbundene geringere Zahl Werkzeuge reduziert viele Nebenzeiten wie auch andere, nur schwer erfassbare Kosten. Eine besonders deutliche Sprache sprechen die hohen Vorschübe der High-Speed-Werkzeuge, diese führen auf beachtliche Reduzierungen der Bearbeitungszeiten/Bohrung.

Die Einsparungen übertreffen alle Erwartungen. „Natürlich rechneten wir von Anfang an mit geringeren Bearbeitungszeiten“, blickt Jürgen Bek, Leitung Geschäftsbereich Bohrwerkzeuge, zurück, „aber bei diesem Projekt hat uns das erzielte Ergebnis am Ende selbst überrascht.“ Nach einer gewissen Einfahrzeit bohrt der Reifenhersteller inzwischen mit bis zu 27,5-fachem Vorschub im Vergleich zu früher. Er spart im Schnitt bis zu 16 s pro Bohrung. Bei 500 Bohrungen pro Werkstück kommt unter dem Strich eine Reduzierung der Bearbeitungszeit von mehr als 2 h zusammen. „Die Vorschubgeschwindigkeit von 5000 mm/min, die wir mit unserem 3-mm-Bohrwerkzeug erreichen, schafft so manche Maschine nicht einmal im Eilgang“, erklärt der Tiefbohrspezialist abschließend.

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Die schräge Anordnung des Maschinenbetts, welche auch bei modernen Drehmaschinen zu finden ist, bietet dem Anwender zahlreiche Vorteile wie einfacheres Rüsten, verbesserte Spanabfuhr und leichtere Prozesskontrolle.

Durch die neuwartige Konstruktion des Reitstocks können spezielle Ziehaufbohrwerkzeuge mit freiem Zugang gewechselt werden. Hilfseinrichtungen wie sogenannte Laternen zur Fixierung des Werkzeuges sind Vergangenheit. Im Vergleich zu konventionellen Konstruktionen konnten im Verlauf und in der Oberfächengüte mit der Schrägbettausführung neute Bestwerte erzielt werden.

Bild: Schräge Tiefbohrmaschine

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Schneller bohren für geringere Kosten

Die neuen Highspeed-Einlippenbohrer von TBT bringen dem Anwender deutlich kürzere Bearbeitungszeiten. Unter Berücksichtigung der Nebenzeiten in der Bearbeitung und den Rüstzeiten kann sich die Ausbringleistung ohne größere Investitionen verdoppeln und die Maschinenkosten pro Werkstück halbieren.

Bei der Herstellung der Bohrungen werden vorrangig herkömmliche Einlippenbohrer eingesetzt. In Abhängigkeit von Bohrdurchmesser, Bohrtiefe und Material werden mit diesen Einlippenbohrern Vorschubwerte von unter 200 mm/min erreicht. Höhere Werte werden mit Einlippenbohrern aus reinem Vollhartmetall erreicht. Mit der neuen Generation an High-speed-Bohrern werden jetzt Spitzenwerte bis zu 1000 mm/min erreicht. Die höheren Anschaffungskosten und höheren Wiederaufarbeitungskosten können mit einem bis zu 5-fach höheren Standweg wieder neutralisiert werden, das bedeutet laut Hersteller, dass die Werkzeugkosten pro gebohrten Meter mit Werten bisher handelsüblicher ELBs vergleichbar sind. Verfügbar sind die Bohrer in einem Durchmesserbereich von 3 - 8 mm.

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Neben einem Wechsler für 24 konventionelle Werkzeuge bietet TBT auch ein Magazin für zehn Tiefbohrtools an. "In dieser Kombination lässt sich die Maschine mannlos betreiben", sagt Klein. Wird das Tiefbohrtool automatisch aus dem Wechsler gerüstet, sind in einem Zug Bohrtiefen bis 1250 mm möglich, bei manueller Bestückung der Spindel gar bis 1500 mm. Der Durchmesserbereich reicht von 3 bis 40 mm. Bis 35 mm kommen Einlippenbohrer zum Einsatz, darüber Wendeplattenbohrer. Den Arbeitstisch gibt´s in zwei Größen - 1200 mm x 1600 mm und 2000 mm x 2200 mm. Die Nutzlast liegt bei 15 t, optional bei 20 t.

Damit die Tiefbohr-Fräs-Einheit die beim Fräsen und Schräg-Anbohren auftretenden höheren Querkräfte sicher aufnimmt, gestalteten die Ingenieure den Hauptständer extrem breit und verbesserten so dessen Steifigkeit. Gleichzeitig bleibt der Zugang für Rüstvorgänge frei. Eine zusätzliche mechanische Achsklemmung der Schwenkeinheit und des Werkstücktischs steigert die dynamische Stabilität beim Bearbeiten. Dadurch eliminieren wir Mikrovibrationen, was sehr gute Bohrleistungen erlaubt und die Standwege der Tools um bis zu 40 Prozent verbessert."


Als Besonderheiten des Tiefbohr-Fräs-Zentrums nennt Klein - neben der rüst- und bedienfreundlichen Konzeption - die Offenheit hinsichtlich der Steuerung. Sie kann sowohl von Siemens als auch von Heidenhain kommen. "Für Standard-Zentren ist das nichts Spezielles, in unserem Umfeld schon." TBT empfiehlt zudem, ein CAM-System zu implementieren, um die NC-Programme automatisch zu generieren. Das Gros der ausgelieferten BW250-S ist denn auch mit solchen Systemen ausgestattet. "Beim Fräsen längst Standard, hat sich das beim Tiefbohren noch nicht durchgesetzt."

Das Konzept der BW250-S entstand aufgrund von Marktuntersuchungen und Kundenbefragungen. "Die Ergebnisse zeigten, dass die Nutzer eine Maschine wollten, mit der sie auch richtig fräsen können", beschreibt Klein. Beim Zerspanen von Stahl (1.2312) sind daher Abtragsleistungen von bis zu 250 cm3/min möglich. Als Zielgruppen und potenzielle Anwendungen nennt er unter anderem den Werkzeug- und Formenbau, Sonderkomponenten für Hydrauliksysteme oder Großpleuel, etwa für Lokomotiven oder Schiffsmotoren.

Das erste BW250-S wurde Ende 2007 fertiggestellt. Ursprünglich sollte diese Maschine in Dettingen bleiben und dort Späne machen. "Aber einer unserer Kunden hatte dringenden Bedarf", erzählt Wolfgang Klein. Inzwischen sind zwölf Maschinen des Typs ausgeliefert und drei weitere im Bau - ein Erfolg, mit dem bei TBT laut Klein niemand gerechnet hat. "Maschinen dieser Größe verkaufen sich nicht in Stückzahlen wie kleine universelle Bearbeitungszentren. Wir waren zunächst von zwei Dreierlosen ausgegangen, die wir im ersten Jahr absetzen wollten."


Der Usinger Lohnfertiger Heck Tiefbohrtechnik spant seit August letzten Jahres mit einer BW250-S. Die Hessen setzen Tiefbohrwerke von drei Herstellern ein. Im Vergleich zu seinen anderen Maschinen schätzt Daniel Wittmann - er ist als Vorarbeiter für den Bereich Tiefbohren verantwortlich - am Dettinger Zentrum seine Bohr- und Fräsleistung sowie die Stabilität und Genauigkeit. "Der Verlauf beim Bohren liegt weit unter den zulässigen Toleranzen und auch die Fräsgenauigkeit ist für unsere Anwendungen absolut ausreichend. Im Vergleich zu fünf Jahre alten Tiefbohrwerken ermögliche die BW250-S doppelt so hohe Vorschübe und rund 30 % längere Standzeiten der Werkzeuge.

Derzeit wird bei Heck über die Investition in eine weitere BW250-S nachgedacht. Einen Wunsch hätte Wittmann allerdings noch: "Wir könnten einen etwas größeren Arbeitsraum gebrauchen." Es wird die Usinger freuen, dass in Dettingen genau daran gearbeitet wird. TBT-Geschäftsführer Klein: "Wir werden die Lücke zwischen der BW250-S und unserer BW300 schließen." Kleinere Modelle unterhalb der BW250-S soll´s dagegen nicht geben. "Die dafür passenden Bauteile werden heute oft auf herkömmlichen Bearbeitungszentren gebohrt. Deshalb lohnt sich das für uns nicht."

· Haider Willrett Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
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