Drehen: Die Probleme der Stangenbearbeitung/2

Auswirkungen auf die Zykluszeit › Um die Auswirkungen der induzierten Schwingungen zu verbergen, wird oft zu einem Mittel gegriffen, das darin besteht, die Drehgeschwindigkeit der Stange während der Bearbeitung zu begrenzen. "Wenn die Spindeln mit 6.000 Umdrehungen pro Minute rotieren und es zu Vibrationen kommt, kann man die Drehzahl auf, sagen wir, 4.000 Umdrehungen pro Minute reduzieren und schon ist das Problem gelöst", mag jemand denken. Stimmt, aber das hat auch Auswirkungen auf die Kosten: Wenn man die Drehzahl reduziert, erhöht sich die Zykluszeit. Das bedeutet, dass ich weniger produziere, was noch deutlicher wird, wenn ich kleine Stangen bearbeite, für die normalerweise höhere Drehzahlen erforderlich wären. Je kleiner die Stange ist, desto niedriger ist die Kontaktgeschwindigkeit des Werkzeugs. Um die Schnittparameter zu optimieren, müsste also die Drehgeschwindigkeit der Stange erhöht werden, was jedoch durch die Zunahme der entstehenden Vibrationen verhindert wird. Mit zu niedrigen Schnittgeschwindigkeiten lassen sich dagegen keine guten Oberflächen erzielen, was wiederum zu einem schnelleren Verschleiß des Werkzeugs und damit zu höheren Werkzeugkosten führt.
Auch bei größeren Stangenabmessungen (60-80 mm) muss ein erhöhter Zykluszeiteffekt berücksichtigt werden, der dadurch entsteht, dass die Drehgeschwindigkeit der Stange im Vergleich zu den optimalen Schnittgeschwindigkeiten deutlich reduziert werden muss.
Die Unwucht großer Stangen verursacht aufgrund der großen Masse, die in Rotation versetzt wird, noch stärkere Schwingungen; die von einer exzentrischen Masse verursachten Schwingungen sind nämlich proportional zur Masse selbst und zum Quadrat der Rotationsgeschwindigkeit.

FC= m × π2 × r
FC: Zentrifugalkraft (Trägheitskraft)
m: Masse des rotierenden Stabes
π: Rotationsgeschwindigkeit
r: Exzentrizität

Erfordernis zahlreicher Maschinentypen unterschiedlicher Größe › Aufgrund der Beschränkung des Stangendurchgangs durch die Spindel ist der Hersteller von Stangenmaschinen gezwungen, eine Reihe von Maschinen entsprechend dem Durchmesser der durch die Spindel einzuführenden Stange (Stangendurchgang) herzustellen. Dies bedeutet, dass ich über Maschinen verfügen muss, die für ganz bestimmte Werkstückbereiche geeignet sind: Wenn ich zum Beispiel für Stangen mit kleinem Durchmesser (bis 25 mm) auf einer Maschine arbeite, muss ich, wenn ich ein Werkstück mit einem Durchmesser von 26 mm herstellen will, eine andere Maschine mit größerem Durchmesser verwenden. Um das gesamte Teilespektrum, das im Allgemeinen aus Stangenmaterial hergestellt wird, bearbeiten zu können, benötige ich also eine Reihe verschiedener Maschinen, von denen jede für einen begrenzten Größenbereich bestimmt ist.

Stangenladerproblem › Stangenlader sind externes Zubehör für Drehmaschinen, das zur Positionierung von Stangen in den Spindeln dient. Sie können eine einzelne Stange oder mehrere Stangen vorschieben, wie es bei Mehrspindlern der Fall ist. Dieses Zubehör, das fest mit der Maschine verbunden ist, bringt kritische Punkte mit sich und kann zu Problemen führen, die es wert sind, hervorgehoben zu werden. Zunächst einmal ist jede Maschine mit einem speziellen Lader ausgestattet, der oft größer ist als die Maschine selbst. Außerdem hat die Tatsache, dass jeder Lader starr mit der Drehmaschine verbunden ist, die unmittelbare Folge, dass mechanische Probleme und Vibrationen, die durch den Lader verursacht werden, auf die Maschine übertragen werden, was das Risiko der Ineffizienz des Lader-Dreh-Systems erhöht.

Zeitverschwendung › Die für das Einführen neuer Stangen benötigte Zeit sollte als Totzeit betrachtet werden, die bei der Berechnung der tatsächlichen Zykluszeit zu berücksichtigen ist.

Schnittzeit › Ja, auch das muss berücksichtigt werden. Wenn man von der ganzen Stange ausgeht, darf die Trennzeit nicht vernachlässigt werden, d. h. die Zeit, die zum Schneiden der Stange selbst benötigt wird, was bei Stangen mit größerem Durchmesser natürlich von größerer Bedeutung ist.

Umweltprobleme › Die ständige Handhabung der sperrigen (die Stangen können bis zu 4 oder 5 m lang sein) und schweren (sogar 2.000 kg pro Stück) Stangenbündel, insbesondere in den Produktionsabteilungen, in denen Dutzende von Maschinen installiert sind, ist ein Aspekt, der Risiken und Sicherheitsprobleme mit sich bringt, denen zu Recht immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bearbeitung von Stangen ein Evergreen ist, der von den meisten Anwendern von Stangendrehautomaten akzeptiert wird, ohne sich Gedanken über die tatsächlichen Auswirkungen zu machen. Lohnt es sich aber wirklich, die Mühe und die Kosten auf sich zu nehmen, ohne die möglichen Alternativen sorgfältig zu prüfen? 

Mein Rat: Denken Sie anders! oder, anders ausgedrückt, finden Sie einen Weg, sich zu unterscheiden. Der Nebeneffekt von "das haben Sie schon immer so gemacht" ist, dass Sie sich dann nicht von Ihren Konkurrenten abheben und Gefahr laufen, in den berüchtigten Preiskampf zu geraten, in dem Sie am Ende unterlegen sein werden. Denn wenn Sie auf dieselbe Art und Weise und mit denselben Problemen produzieren wie Ihre Konkurrenten, werden Sie immer jemanden finden, der bereit ist, einen niedrigeren Preis zu bieten als Sie.