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Werkzeugbau für Elektromotoren und Turbinenherstellung. Teil 3

von: Roland u. Barthenheier

Der Werkzeugbau zur Herstellung von Werkzeugen für Elektromotoren und Turbinen besitzt umfangreiche Abteilungen, die für die mechanische Bearbeitung zuständig sind.
Zu diesen Abteilungen gehören der Zuschnitt, die Dreherei, die Fräserei, das Bohrwerk und die Schleiferei.
Weiterhin gibt es noch andere hochmoderne Verfahren, wie das Senkerodieren oder Drahterodieren, die in einem anderen Abschnitt behandelt werden. Wichtig für alle Bereiche der mechanischen spanabhebenden Fertigung sind die Vorgaben, welche durch die Konstruktion und Arbeitsvorbereitung festgelegt sind. Nach diesen Arbeitsanleitungen werden die Werkstücke bearbeitet.
Dazu dienen Zeichnungen und auch Fertigungsinformationen, die in den Arbeitsunterlagen aufgeführt sind.
Somit weiß der Bediener der Werkzeugmaschine genau, welche Arbeitsgänge er durchzuführen hat und welche Maße und Toleranzen einzuhalten sind.
Nach der mechanischen Bearbeitung gehen alle gefertigten Teile in die Zwischenkontrolle. Nach den Verfahren Trennen, Fräsen, Drehen und Hobeln werden Aktivteile meist erst gehärtet, ehe diese in die Flach-, Rund- oder Profilschleiferei kommen. Die Schleifarbeiten sind der letzte Arbeitsgang vor dem Zusammenbau der Werkzeuge durch die Schlosserei.

Windturbine

Mit Bügelsägen, Kreissägen, Trennschleifmaschinen

Fangen wir aber einmal beim Zuschnitt an.
In dieser Abteilung werden Stangenmaterialien und Profilstähle für die weitere Bearbeitung auf Länge geschnitten.
Dies geschieht mit Bügelsägen, Kreissägen, Trennschleifmaschinen und anderen Techniken.
Für den Werkzeugbau zur Herstellung von Elektromotoren und Turbinen werden beispielsweise viele Teile benötigt, die in dieser speziellen Form nicht als Serienprodukte im Handel erhältlich sind.
Das sind spezielle Stempel und Matrizen, die für Stanzwerkzeuge und Biegewerkzeuge gleichermaßen notwendig sind. Auch die Auswerfer oder Führungssäulen für Stanzwerkzeuge werden oftmals selbst hergestellt. Viele kleine Segmente müssen für Stanzwerkzeuge hergestellt werden, wenn es darum geht, die Motorbleche von Ständer oder Rotor auszustanzen.

Nach dem Zuschnitt kommen die Teile in die Dreherei, wenn zylindrische Werkstücke entstehen sollen. Hier wird nach den vorliegenden Zeichnungen und Unterlagen die Kontur auf der Drehmaschine hergestellt. Es ist Innen- und Außenbearbeitung möglich.
Zum Einsatz kommen konventionelle Drehmaschinen und CNC-Drehmaschinen.
Für Gehäuseteile werden Karrusseldrehmaschinen eingesetzt, die aufgrund ihrer unregelmäßigen Außenform auf einer großen Planscheibe mittels Spanneisen und Spannschrauben befestigt werden. Somit ist es möglich, diese Gehäuseteile innen und außen zu bearbeiten.
Alle anderen zylindrischen Teile werden auf den Drehmaschinen gefertigt. Die Bearbeitung erfolgt schon sehr genau, und Toleranzen im Zehntel- oder Hundertstel Millimeterbereich sind üblich.

Werkzeugbau

Mit Walzenfräsern, Stiftfräsern und Schaftfräsern

Alle nichtzylindrischen Teile werden in der Fräserei bearbeitet. Auch hier sind konventionelle und CNC-gesteuerte Maschinen im Einsatz. Diese können ebenfalls sehr präzise sein und arbeiten im selben Toleranzbereich wie die Drehmaschinen. Dabei kann mit Walzenfräsern, Stiftfräsern und Schaftfräsern gearbeitet werden. Welche Werkzeuge angewendet werden, liegt an der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe.
So werden die Aufnahmen für aktive Stanz- oder auch Biegewerkzeuge mittels Stiftfräsern mit sehr hohen Drehzahlen und automatischen Programmen realisiert. Die Außenbearbeitung erfolgt zum Teil mit Walzenfräsern oder Schrupp- und Schlichtfräsern.
Bei allen Fräsern gibt es auch Ausführungen mit wechselbaren Wendeschneidplatten aus Hartmetall. Diese Wendeschneidplatten werden auch an der Drehmaschine zum Bestücken der Drehmeißel eingesetzt. Die Arbeit mit diesen in Massenproduktion hergestellten Wendeschneidplatten ist sehr effektiv, denn es entfallen Werkzeugeinrichtzeiten und die Maschinenstillstandszeiten werden minimiert.

Zu erwähnen ist auch noch die Hobelei. In dieser Abteilung können große Flächen bearbeitet werden. Auch lange Führungsbahnen lassen sich herstellen. Die nutzbare Arbeitslänge der Hobelmaschine kann bis zu mehreren Meter betragen und richtet sich nach der eingesetzten Maschine.
Gearbeitet wird mit Hobelmeißeln, die in einen Werkzeugkopf eingespannt sind. Meist bewegt sich das Werkstück auf einem Maschinenschlitten in linearer Richtung und wird mit einem seitlichen Vorschub ergänzt.

Turbinenrotor

Konventionelle und CNC-gesteuerte Maschinen

Eine weitere wichtige mechanische Bearbeitung erfolgt durch das Bohrwerk. Konventionelle und CNC-gesteuerte Maschinen werden dabei eingesetzt. Bei kleinen bis mittleren Losgrößen sind diese Maschinen sehr effektiv. Das manuell bediente Bohrwerk wird häufig für Einzelfertigungen eingesetzt.
Die CNC-gesteuerten Maschinen erlauben einen schnellen Werkzeugwechsel durch integrierte Werkzeugköpfe, die mehrere Werkzeuge aufnehmen. Alle notwendigen Bohrungen und Senkungen werden mit dem Bohrwerk hergestellt. Das betrifft die Gehäuseteile und Aufnahmen der Werkzeuge sowie auch die Aktivteile, die vor den Härten gebohrt werden.

Nach dem Härten ist der letzte Arbeitsgang vor dem Zusammenbau das Schleifen. Dafür gibt es Rundschleifmaschinen für innen und außen, mit denen zylindrische Teile fertiggestellt werden. Die Toleranzen liegen beim Schleifen im Tausendstel- oder Hundertstelmillimeter- Bereich.
Flächen und Profile werden mit Flach- und Profilschleifmaschinen bearbeitet. Bei den Nuten in den Segmenten der Stanzwerkzeuge für die Ständerbleche werden aber auch oft die Schleifscheiben profiliert. Alle diese Tätigkeiten erfordern eine gute Ausbildung und viel Erfahrung im Umgang mit Werkstoffen und Werkzeugmaschinen.

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