Bohrwerk steigert Produktivität bei der Bearbeitung von Generatorgehäusen

Derzeitige Prognosen zeigen, dass der weltweite Stromverbrauch auf lange Sicht steigen wird. Eine starke Steigerung der Stromerzeugung ist unerlässlich, wie der Bau zahlreicher neuer Kraftwerke belegt. So wurde allein in diesem Jahr der Bau von 17 Kraftwerken in Russland, acht in Australien, sechs in Indien sowie mehreren in Schweden, Frankreich und Tschechien genehmigt.

Horizontalbohrwerk löst Karusselldrehmaschine ab

Von diesem Trend profitieren nicht nur die Hersteller von Stromerzeugungsanlagen, sondern auch die Hersteller von Werkzeugmaschinen für die Großteilbearbeitung. So musste sich Brush Sem s.r.o. im tschechischen Pilsen, ein Werk der Gruppe Brush Turbogenerators, einer der weltweit größten Hersteller von Generatoren hoher Leistung, aufgrund der steigenden Anzahl von Aufträgen mit Kapazitätsproblemen auseinandersetzen.

Zum Engpass wurde die Gehäusebearbeitung des Turbogenerators DAX auf einer Karusselldrehmaschine. Deshalb wurde nach einer neuen, effizienteren Fertigungslösung mit erheblich höherer Produktivität gesucht.

Nach der Analyse unterschiedlicher Konzepte, zum Beispiel auch einer neuen Karusselldrehmaschine mit hoher Leistungsfähigkeit und flexibleren Bearbeitungsmöglichkeiten, schien jedoch ein Horizontalbohrwerk als die am besten geeignete Lösung.

Mit dem bisherigen Bearbeitungsablauf schien der Einsatz einer Karusselldrehmaschine zwar unerlässlich, sofern die vollständige Bearbeitung auf einer einzigen Maschine erfolgen sollte, aber aufgrund der Verwendung von modernem technischen Zubehör und verändertem Bearbeitungsablauf ist die vollständige Bearbeitung des ganzen Gehäuses mit modernen Präzisionswerkzeugen auf einem Horizontalbohrwerk möglich.

Als einer der Lieferanten wurde Skoda Machine Tool a. s. in Betracht gezogen. Nach ausführlichen technischen Gesprächen fiel der Entscheidung zugunsten des Horizontalbohrwerks Škoda HCW 3 mit einer Bohrspindel von 200 mm Durchmesser und einem Škoda-Drehtisch mit einer Belastbarkeit von 95 t. Die Maschine verfügt über eine CNC Sinumerik 840D Solution Line.

Automatischer Werkzeugwechsler in Kettenmagazinausführung verkürzt Nebenzeiten

Zur Erhöhung der Produktivität durch Verkürzung der Nebenzeiten trägt auch der automatische Werkzeugwechsler in Kettenmagazinausführung für 60 Werkzeuge bei. Der Schnelllauf-Spindelkopf mit einer Drehzahl bis 6000 min—1 ermöglicht den Einsatz von modernen leistungsfähigen Werkzeugen mit langer Standzeit, die durch die Spindelachse gekühlt werden und mit denen eine erhebliche Verkürzung der Schnittzeiten erreicht werden kann. Im Vergleich zu der bisherigen Bearbeitung auf der Karusselldrehmaschine konnte eine Verkürzung der Schnittzeit um 18% erreicht werden.

Drehtisch erweitert Einsatzmöglichkeiten des Bohrwerks

Zur Ermittlung des Zubehörs musste die vollständige Bearbeitung der Turbogeneratorengehäuse des ganzen Produktionsprogramms sichergestellt werden. Die Einsatzmöglichkeiten der Maschine werden erheblich erweitert durch die Verwendung des Drehtisches mit einer Aufspannplatte von 4000 mm × 5000 mm für sperrige Werkstücke und des auf 8000 mm verlängerten Verfahrwegs des Schlittens in der V-Achse.

So wurden beispielsweise für die genaue Bearbeitung des Innendurchmessers des Gehäuses zwei Ausbohrköpfe mit einem Durchmesser-Bearbeitungsbereich von 1150 bis 2400 mm und von 2050 bis 3200 mm gewählt.

Die zur vollständigen Bearbeitung benötigten Fräsköpfe werden von Škoda selbst gefertigt. Die Ausstattung der Maschine ermöglicht ebenfalls ein leistungsstarkes Längsnutenfräsen der Turbogeneratorenläufer. Die Bearbeitung der Längsnuten zur Aufnahme der Erregerwicklung wird mit Spezialscheibenfräsern durchgeführt. Aufgrund der Steifigkeit des Bohrwerkes bleibt der Lauf der Maschine auch während dieser Sonderoperation ruhig.

Turbogeneratorgehäuse in nur zwei Aufspannungen bearbeiten

Im Vergleich zu der bisherigen Technik, bei der noch sieben Aufspannungen notwendig waren, wird nun das Turbogeneratorgehäuse in nur zwei Aufspannungen bearbeitet. Das von der Zeit her aufwendige Fertigen von 96 Bohrungen mit einem Durchmesser von 22 mm im Inneren des Gehäuses unter verschiedenen Winkeln wird nun einfach mit einem in den entsprechenden Winkel geschwenkten Winkelkopf erledigt, der das Bohren unter beliebigem Winkel ermöglicht. Die durchschnittliche Bearbeitungszeit für ein Turbogeneratorgehäuse belief sich bei der bisherigen Bearbeitung auf einer Karusselldrehmaschine auf 220 Stunden, während die neue Lösung mit dem Horizontalbohrwerk rund 130 Stunden benötigt.

Die Zeitersparnis bei der Fertigung eines Werkstücks beträgt somit etwa 41% bei wesentlicher Verbesserung der Genauigkeit. Vorteilhaft ist auch, dass die Bearbeitungslage der Generatorgehäuse der Lage im Betrieb entspricht, sodass die Genauigkeit um fast 30% verbessert werden konnte.

Zdenek Novak ist Leiter Technologie der Brush Sem s. r. o in Pilsen/Tschechische Republik; Vladimir Cadek ist Marketingdirektor der Skoda Machine Tools a. s. in Pilsen/Tschechische Republik.