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Motorspindel Die Motorspindel entscheidet über die Produktivität der Maschine

Redakteur: Ute Drescher

Anwender von Werkzeugmaschinen erwarten von ihren Maschinen eine Steigerung der Produktivität und Effizienz. Entscheidenden Anteil an der Produktivität einer Maschine haben HF-Motorspindeln – Sycotec optimiert sie nach Kundenwunsch.

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Integriert im kundenspezifischen Werkzeughalter sorgt die Motorspindel 4033 für Produktivitätsvorteile.
Integriert im kundenspezifischen Werkzeughalter sorgt die Motorspindel 4033 für Produktivitätsvorteile.
(Bild: Sycotech)

Die Anforderungen an Werkzeugmaschinen sind vielfältig: Idealerweise sollten sie die Komplettbearbeitung des Werkstücks sowie die einfache, aber gleichzeitig flexible Automatisierung ermöglichen. Kunden nicht nur aus der metallbearbeitenden Industrie, sondern auch aus der Automobil-und Luftfahrtindustrie erwarten von der Werkzeugmaschine eine Steigerung der Produktivität und Effizienz und damit nicht zuletzt ihrer Wettbewerbsfähigkeit. Zu den Hochleistungsanwendungen der Maschinen gehören das Fräsen, Bohren und Entgraten, aber auch das Schleifen und Abrichten der Werkstücke.

Der wichtigste Teil der Werkzeugmaschine

Die Spindel ist der wichtigste Teil jeder Werkzeugmaschine. Güte und Qualität der Werkzeugspindel entscheiden über:

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  • Geschwindigkeit und Taktzeiten
  • Präzision und Oberflächengüte
  • Leistungsdichte und Miniaturisierung
  • Mehrzweck-Operationen

Nur wenn Spindellösungen kontinuierlich weiterentwickelt werden, ist es möglich, die allgemeine Leistung, Produktivität und Effizienz der Werkzeugmaschine zu steigern.

Hochfrequenzmotorspindeln nach Kundenwünschen u.a. für Werkzeugmaschinen konzipiert die Sycotec GmbH & Co. KG, Leutkirch. Zum Programm gehören elektrisch geregelte HF-Motorspindeln mit eigens entwickelten Frequenzumrichtern, drehzahloptimierte Spindeln mit Drehzahlen bis zu 100.000 min-1 sowie individuell konfigurierte Motorspindeln.

Für die Auslegung und Verifizierung der elektrischen Spindel-Komponenten haben die Konstrukteure bei Sycotec über die Jahre hinweg ein eigenes Berechnungsprogramm von Asynchron- und Synchronmotorelementen perfektioniert. Die FEM-Kalkulationen umfassen die statische, nichtlineare Berechnung der Verformungen und Spannungen von Wellen einer Motorspindel für mehrere Lastfälle – entsprechend der Belastungen und real wirkenden Zerspanungskräfte. Die Brechnung berücksichtigt sowohl die radiale als auch die axiale Steifigkeit.

Wirksamer Schutz bis IP57

Die Konstruktion erfolgt im Anschluss nach den kundenspezifischen Anforderungen hinsichtlich der Schutzart – so sind Beständigkeit und Sicherheit unter den verschiedenen Umgebungsbedingungen gewährleistet und die Spindeln bieten wirksamen Schutz gegen Staub und Flüssigkeiten bis IP57.

Für eine Kundenapplikation haben die Sycotec-Ingenieure die Motorspindel 4033 AC in ein kundenspezifisches Werkzeughalter-System integriert. Der Einsatz dieser flexiblen Motorspindel ergab einige deutliche Produktivitätsvorteile.

Konventionelle „Schnellläufer“ bleiben trotz hoher Anschaffungs- und Betriebskosten in den Bearbeitungsgeschwindigkeiten stark limitiert. Die 4033 AC schont dagegen den Hauptantrieb der Werkzeugmaschine deutlich und sorgt für einen geringeren Verschleiß aller beteiligten Komponenten. Das senkt nicht nur die Betriebskosten, sondern reduziert auch wartungsbedingte Stillstandzeiten. Gleichzeitig ermöglicht die hohe Drehzahl der Motorspindel kürzere Bearbeitungszeiten bei einer exzellenten Oberflächengüte.

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