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TECHNISCHE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE DREHTEILE-INDUSTRIE

THEMEN Messtechnik

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Weniger Umsatz, mehr Kurzarbeit und zum Jahresen-de eine kleine Verschnaufpause vom Abwärtstrend. Der Verband der Deutschen Drehteile-Industrie blickt auf das Jahr 2020 zurück und würde gerne mehr Op-timismus verbreiten – der Start in 2021 bremst ihn je-doch aus.Ein Jahr im Ausnahmezustand. Um die Auswirkungen politischer Entscheidungen und globaler Ereignisse in Zahlen zu fassen, befragt der Verband der Deutschen Drehteile-Industrie einmal im Jahr seine Mitglieder. Die an der aktuellen Umfrage beteiligten 51 Unternehmen dokumentieren einen Umsatzeinbruch um fast 16 Pro-zent im abgelaufenen Geschäftsjahr. Schon das Jahr 2019 durchbrach dabei den Aufwärtstrend der Vorjah-re. So gingen bereits zum Jahresende 2019 42 Prozent der Befragten von einer negativen Geschäftsentwick-lung aus – auch ohne Corona. Es zeigt sich, dass die Pandemie hier kein Auslöser, sondern ein Verstärker für den Verlauf des vergangenen Jahres 2020 ist.(Fortsetzung auf Seite 6)

Ein Quartal überrascht

Der Verband der Deutschen Drehteile-Industrie reflektiert das Jahr 2020

S. 3 Der Verband 3 29.03.21 09:34

DREHTEIL + DREHMASCHINE 2/2021 www.fachverlag-moeller.de

INHALTSVERZEICHNIS

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RubrikenBranchen-News ............3, 6, 17, 96-99, ................................................. 103/104Veranstaltung .................................... 40Messeberichte ............................ 50, 54Technische Fachbücher ................... 95Gelegenheitsanzeigen ............ 100/101Einkaufsführer .......................... 104/105Inserentenverzeichnis/ Impressum ...................................... 106

FachbeiträgePräzisionsdrehteile aus Titan wirtschaftlich fertigen ..........................8

Schnellwechselsystem für Dreh- und Fräswerkzeuge ..................................14

Drehmaschinen für nahezu alle Fertigungsaufgaben ..........................18

Lösungen für die Digitalisierung in der metallbearbeitenden Industrie ...........22

Anspruchsvolle Dreh-Fräsbearbeitung von rotationssymmetrischen Triebwerkskomponenten ...................24

Durch Transparenz zu mehr Effizienz im CNC-Maschinenpark ....................32

Neue Spanformer für die Bearbeitung kleiner Bauteile ..................................37

Planung und Steuerung für die gesamte Produktion ..........................38

Maßgefertigte Schutzsysteme für Werkzeugmaschinen .........................42

Ideale Werkzeuglösung für alle Rändelbauteile im Tangentialverfahren ...........................45

Neues Kühlsystem für Kopfrevolver ..46

Langbandschleifmaschine mit Option für Entgratwerkzeuge ........................48

Effizient programmieren mit Technologiezyklen .............................58

Echtzeit-Werkzeugüberwachung von Drehbearbeitungen ............................60

Wirtschaftliche Sonderprofile für Stechanwendungen ..........................61

Krisen meistern dank optimierter Drehmethoden ...................................62

AnwenderberichteEinstellschrauben für Hochdruck- Hydraulikpumpen wirtschaftlich fertigen ............................................. 20

Kerbverzahnungen und Nuten auf CNC-Drehmaschinen in einem Arbeitsgang fertigen ......................... 30

Industrie 4.0-fähiges Werkzeugeinstellgerät ...................... 36

8 Präzisionsdrehteile aus Titan wirt-schaftlich fertigen

Wer den Superwerkstoff Titan schon einmal zerspant hat, weiß auch, dass er wie eine Diva zickt, wenn man ihn nicht richtig be-handelt. Späne, die nicht brechen, Wärme die nicht abfließt oder Schneiden, die sich aufbauen, gehören zu den Allüren, mit denen er sich gegen Bearbeitung wehrt. Weil seine überragenden Eigenschaften Titan dennoch zum Lieb ling von Luftfahrt, Rennsport oder Medizintechnik machen, lohnt es sich, für dessen Zerspanung vorher Knowhow aufzu-bauen.

Firmenportrait30 Jahre Wolf Maschinenbau ........... 52

14 Schnellwechselsystem für Dreh- und Fräswerkzeuge

Das SwissTools Werkzeug-Schnellwech-selsystem Quick-Change für Werkzeug-revolver auf CNC-Multi-Task- und -Dreh-maschinen etabliert sich zunehmend als effektiver „Nebenkostenfresser“ in der Serienfertigung.

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ThemenspecialControl-Virtuell 2021: Messe rund um die Uhr .............. 65, 78Präzisionsdrehteile in der Linie prüfen – vollflächig und schnell ...................... 66Mess-Fixiersysteme – nicht nur für Drehteile ........................................... 70Innovative Messsysteme mit erweiterten Anwendungsmöglichkeiten mit Blick auf Industrie 4.0 ................. 72Neue Wege der Konturenmessung .. 74Taktiles Wellenmessgerät für komplexe Messungen an Wellen mit Freistichmessung ............................. 76Modulare Prüfanlage zur 100%-Qualitätssicherung von Drehteilen ......................................... 80Akustische Prüfung in der zerspanenden Fertigung ................... 82Koordinatenmessgerät mit Röntgen-Computertomografie ........................ 83Drehteile mittels Laser kennzeichnen – Selbst markieren oder Lohnbeschriften ................................ 84Optimierung von Drehmaschinen mittels Laserinterferometrie .............. 85Schneider Messtechnik jetzt mit Doppelspitze .................................... 85Innovatives und präzises Maschinenkonzept für die Vermessung großer Wellen .................................... 86Ganzheitliche Prozessintegration steigert Prüfperformance in der automatisierten Fertigung ................ 88Bauteile dreidimensional rekonstruieren und analysieren ................................ 90CNC-Rundheits-/ Zylindrizitätsmesssystem ................. 91Flexible Messtechnik für Qualitätssicherung, Prüffeld und Prozessoptimierung .......................... 92Oberflächenkontrolle in der Produktion ........................................ 93Mahr ist neuer Partner der Tool-Arena ........................................ 94

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BRANCHEN-NEWS

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Ein Jahr im Ausnahmezustand. Um die Auswirkungen politischer Ent-scheidungen und globaler Ereig-nisse in Zahlen zu fassen, befragt der Verband der Deutschen Dreh-teile-Industrie einmal im Jahr seine Mitglieder. Die an der aktuellen Um-frage beteiligten 51 Unternehmen dokumentieren einen Umsatzein-bruch um fast 16 Prozent im abge-laufenen Geschäftsjahr. Schon das Jahr 2019 durchbrach dabei den Aufwärtstrend der Vorjahre. So gin-gen bereits zum Jahresende 2019 42 Prozent der Befragten von ei-ner negativen Geschäftsentwick-lung aus – auch ohne Corona. Es zeigt sich, dass die Pandemie hier kein Auslöser, sondern ein Verstär-ker für den Verlauf des vergangenen Jahres 2020 ist.Die Zahlen sind trotz der rückläu-

Ein Quartal überrascht

Der Verband der Deutschen Drehteile-Industrie reflektiert das Jahr 2020Weniger Umsatz, mehr Kurzarbeit und zum Jahresende eine kleine Verschnaufpause vom Abwärtstrend. Der Verband der Deutschen Drehteile-Industrie blickt auf das Jahr 2020 zurück und würde gerne mehr Optimismus verbreiten – der Start in 2021 bremst ihn jedoch aus.

figen Tendenz des Gesamtjahres durch ein sehr gutes viertes Quar-tal 2020 geprägt. Ende des drit-ten Quartals lag der Umsatz noch bei minus 21,9 Prozent, der Auf-tragseingang sogar bei minus 23 Prozent. Dann stieg die Nachfrage unerwartet: Im vierten Quartal gin-gen so viele Aufträge ein, dass der Durchschnittswert für das gesamte Jahr letztlich bei knapp minus sie-ben Prozent liegt. Diese positive Entwicklung zeigt sich auch in der Auftragsreichweite, die laut Lage-bericht 2020 nach 30 Wochen im Vorjahr nun auf etwas über 34 Wo-chen angewachsen ist.

Mehr Kurzarbeit, weniger Investitionen

Entsprechend weniger Unterneh-men mussten Kurzarbeit anmelden – auch wenn die Zahl über das gan-ze Jahr betrachtet erwartungsge-mäß deutlich zugenommen hat. Be-fanden sich Ende September 2020

noch 87 Prozent der befragten Un-ternehmen in Kurzarbeit, reduzierte sich die Zahl im vierten Quartal so-weit, dass die Statistik zum Jahres-ende 45 Prozent verzeichnet. Die Unternehmen reagieren auf die insgesamt schwierige Situation und versuchen Kosten zu reduzieren – so sanken die realen Investitionen pro Mitarbeiter um mehr als 50 Pro-zent. Die Unternehmen steckten die Gelder hauptsächlich in ihre Pro-duktion – zur Rationalisierung oder um Anlagen zu ersetzen, aber auch zum Kapazitätsausbau. Ende 2020 erwarteten 43 Prozent der Befragten eine verbesserte Geschäftsentwicklung, ausgelöst durch das positive vierte Quartal. Der vielversprechende Start in das Jahr 2021 muss jedoch relativiert werden. „Aktuell trübt sich die Si-tuation der Zulieferer wieder et-was ein“, sagt Werner Liebmann, Geschäftsführer des Verbands der Deutschen Drehteile-Industrie. „Hinzu kommen größere Schwierig-keiten bei der Versorgung mit Vor-material, insbesondere mit Stahl“, ergänzt er. Die Lieferzeiten für das Rohmaterial haben sich massiv er-höht, so dass es schon zu Versor-gungsengpässen komme.

Bild 2: „Aktuell trübt sich die Situation der Zulieferer wieder etwas ein“, sagt Werner Liebmann, Geschäftsführer des Verbands der Deutschen Dreh-teile-Industrie, und warnt damit vor zu viel Optimismus(Bilder: Verband der Deutschen Drehteile-Industrie, Düsseldorf)

Bild 1: Deutsche Drehteile-Industrie: Im vierten Quartal 2020 stieg die Nachfrage unerwartet

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Titan – Superwerkstoff mit Allüren

Präzisionsdrehteile aus Titan wirtschaftlich fertigen Wer den Superwerkstoff Titan schon einmal zerspant hat, weiß auch, dass er wie eine Diva zickt, wenn man ihn nicht richtig behandelt. Späne, die nicht brechen, Wärme die nicht abfließt oder Schneiden, die sich aufbauen, gehören zu den Allüren, mit denen er sich gegen Bearbeitung wehrt. Weil seine überragenden Eigenschaften Titan dennoch zum Lieb ling von Luftfahrt, Rennsport oder Medizintechnik machen, lohnt es sich, für dessen Zerspanung vorher Knowhow aufzu bauen. Es könnte ja sein, dass z.B. ein be-rühmter Sportwagen hersteller anfragt, ob man Titanschrauben liefern kann.

Bild 1: Der Superwerkstoff Titan ist extrem zugfest, sehr leicht und überragend korrosionsbeständig

Ob der Chemiker Heinrich Klapproth das Element Titan wegen gött licher Eigenschaften nach dem Götterge-schlecht der griechischen Mytholo-gie benannt hat, ist nicht verbürgt. Fakt ist dagegen, dass ihn seine

Eigenschaften zum Superwerkstoff machen. Extrem zugfest, sehr leicht und überragend korrosionsbestän-dig vereint Titan, was bei anderen Werkstoffen oder Legierungen Ziel-konflikte auslöst. Weil Titan darüber

hinaus auch antimagnetisch und bio kompatibel ist und selbst ag-gressivste Medien ihm nichts an-haben können, ist der teure Werk-stoff in immer mehr Branchen und Anwendungen beliebt. Das wissen

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FACHBEITRÄGE

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auch die Bugatti-Ingenieure, die viel Titan verbauen.

Titan ist teuer, Ausschuss muss vermieden werden

Wer Titan bearbeiten will, muss erst einmal viel Geld ausgeben, kostet es doch etwa drei bis fünf Mal mehr als Werkzeugstahl. Logisch, dass man da Ausschuss vermeiden will. Doch mit der Materialauswahl al-lein ist es nicht getan: Für die Her-stellung von Präzisionsdrehteilen aus Titan, wie sie beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der che-mischen Industrie, dem Fahrzeug-bau oder der Medizintechnik benö-tigt werden, sind auf dessen Bear-beitung abgestimmte Werkzeuge erforderlich. Nur so können auch widerspenstige Titanlegierungen

in die gewünschte Form gebracht werden.Mit diesen „Allüren“ quält die Titan-Diva die Werkzeuge:• extremschlechteWärme- leitfähigkeit• sieheGrafik• Spänebrechennicht• eineausgeprägteNeigung zum Kleben• einniedrigesElastizitätsmodul• (Ti6Al4V=110kN/mm2, StahlCk45=210kN/mm2)Weil nurganzwenige indieVer-legenheit kommen dürften, Titan-schraubenfürden1.500PSstarkenÜber-SportwagenBugattiChironzu fertigen, betrachten wir einmal beispielhaft die Fertigung einer Wel-lemitGewindeundEinstichausdergängigen Titanlegierung Ti6Al4VGrade5/23,wiesieinderMedizin-

Bild 3: Weil Titan Wärme sehr schlecht leitet, wird sie nicht über den Span aus der Schneidzone abgeführt. Und bei den 1200° C und mehr, die dort herrschen, kann das Schneid-werkzeug schnell „verbrennen“

technik gebraucht wird. Mit einer ZugfestigkeitvonRm=990N/mm2, einerStreckgrenzeRe=880N/mm2, einerHärteHVzwischen330und380sowieeinemDehnungsfaktorA5Dvonetwa18%wird sie fürImplantate in der Medizintechnik genauso eingesetzt wie für Luft-fahrtanwendungen(3.7164)oderfürindustrielleAnwendungen(3.7165).Mit den sechs Prozent Aluminium unddenvierProzentVanadiumso-wiealsELI (extra low Interstitials)mitextrakleinenZwischenräumenweist die Legierung eine sehr gute Biokompati bilität auf, von der prak-tisch keine allergischen Reaktionen bekannt sind.

Die Wärme muss raus aus der Schneidzone

GefordertwirdeinehoheOberflä-chengüte, wiederholgenaue Pro-zesssicherheit und ein kontrol-lierterSpanabflussunddasgan-ze bei kurzen Prozesszeiten und eventuell einem hohen Zeitspan-volumen. Wer nun davon ausgeht, dass beim Drehen der Großteil der

Bild 2: Für die Herstellung von Präzisions-drehteilen aus Titan, wie sie bei-spielsweise in der Luft- und Raum-fahrt, der chemischen Industrie , dem Fahrzeugbau oder der Medizin-technik benötigt werden, sind auf dessen Bearbeitung abge-stimmte Werkzeuge erforderlich


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Bild 5a+b: Der Werkzeughersteller ARNO Werkzeuge verfügt über eines der größten Sortimente an hochpositiven Wendeschneid platten

Wärme normalerweise über den Span abgeleitet wird, erlebt gleich die erste Überraschung: Weil Titan Wärme sehr schlecht leitet wird sie nicht über den Span aus der Schneidzone abgeführt. Und bei den 1.200 °C und mehr, die in der Schnittzone herrschen, „verbrennt“ das Schneidwerkzeug schnell. Fol-gende Maßnahmen helfen vorder-gründig: Kühlmittel direkt in die Schneidzone führen, die Schnitt-kraft durch eine scharfe Schneide reduzieren und Schnittgeschwin-digkeit an den Prozess anpassen.

Die richtigen Werkzeuge bringen längere Standzeiten

Echter Fortschritt ergibt sich jedoch mit der Auswahl des richtigen Werk-zeugs. Weil die Wärme über die Schneide sowie den Kühlschmier-stoff abgeführt werden muss und nicht wie bei Stahl über die Späne, muss ein kleiner Teil des Schneid-keils extrem hohe thermische und mechanische Beanspruchungen aushalten. Durch den Einsatz ge-schliffener, hochpositiver Wende-schneidplatten reduziert sich der

Schnittdruck. Polierte Spankam-mern, bei Bedarf mit der passenden Beschichtung, minimieren darüber hinaus die Reibung beim Spanab-fluss. Diese drei Parameter verrin-gern die Wärmeentwicklung beim Zerspanen. Wenn nur weniger Wär-me entsteht, und diese durch opti-male Kühlmittelzufuhr weiter redu-ziert wird, erhöht sich die Stand-zeit des Werkzeugs oder es kann im Umkehrschluss die Schnittge-schwindigkeit Vc wieder erhöht werden.So weit, so gut. Weil die Späne der

Bild 4: Ein endloser Span wickelt sich um Werkstück, Werkzeug oder Spann-futter und wird so zur Gefahr für Mensch und Maschine. Abhilfe schafft eine Änderung der Drehrichtung mit Umkehrung der Schneidenlage


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