Lauft rund: Neue Hochleistungsspindel fur die Aluminiumzerspanung

摘要

Bei der spanenden Bearbeitung von Metallen ist die Hauptspindel das hochtechnologische Kernelement der Werkzeugmaschine. Genauigkeit und Produktivitat der Fertigung hangen in entscheidendem Masse von ihrer Drehzahl, Leistung und ihrem Rundlauf ab. In Kooperation mit der sudkoreanischen Hyundai WIA Corporation hat das Fraunhofer IPK jetzt eine Hochleistungsfrasspindel mit hydraulisch einstellbarer Lagervorspannung fur die Aluminiumzerspanung entwickelt. Nach dem erfolgreichen Test des Prototyps will Hyundai WIA die neue Spindel baldmoglichst auf den Markt bringen. Bei der Konstruktion der Spindel entsprechend der VDI-Richtlinie 2221 mussten hohe Anforderungen erfullt werden. So war eine Maximaldrehzahl von 30.000 min~(-1) gefordert - fur eine Spindel mit HSK-A63-Werkzeugaufnahme liegt das an der Grenze des technisch Machbaren. Die Lager sind dabei der limitierende Faktor, da sie einerseits die Steifigkeit wesentlich bestimmen und andererseits auf der Welle montiert werden mussen, die im vorderen Teil nahe der Werk zeugaufnahme einen Durchmesser von mindestens 70 Millimetern besitzt. Durch diesen verhaltnismassig grossen Durchmesser und die geforderte Steifigkeit entsteht eine hohe thermische Belastung, die in der weiterfuhrenden Arbeit berucksichtigt werden musste. Weitere Anforderungen waren eine hohe Nennleistung von 80 Kilowatt, mit deren Hilfe eine sehr hohe Abtrennrate von 5.000 cm~3/min ermoglicht werden soll, sowie ein anspruchsvolles Drehzahl-Eigenfrequenz-Verhaltnis von hochstens 0,4. Daruber hinaus sollte eine hydraulisch einstellbare Lagervorspannung realisiert werden und Sensoren zur Erfassung des thermischen und des dynamischen Verhaltens sowie zur Bestimmung der Lagervorspannung in die Spindel integriert werden.