Aggregate für die Massivumformung Querkeil- und Reckwalzen Technische Daten Typenreihen QKW und RCW Querkeilwalze QKW in schematischer Darstellung Typenreihe QKW Walzendurchmesser Walzenbreite Rohlingsdurchmesser max. Rohlingslänge max. Verstellung Unterwalze ca. Hauptantriebsleistung p. Walze Walzentemperierung Baubreite inkl. Beladung, ca. Bauhöhe, ca. Bautiefe, ca. Maschinengewicht inkl Walzen, ca. 500 [ [ [ [ [ mm mm mm mm mm [ kW ] ] ] ] ] ] [ mm ] [ mm ] [ mm ] [ kg ] 500 500 50 300 40 22 optional 3.000 2.000 1.500 15.000 700 700 700 70 400 60 55 optional 5.000 3.300 2.400 25.000 1000 1.000 1.000 110 560 80 90 optional 6.200 4.700 3.600 50.000 Reckwalze RCW in schematischer Darstellung Typenreihe RCW Werkzeugaußendurchmesser Aufspannbreite des Werkzeugs Dicke Rohling max.Vierkant Rohlingslänge max. Walzengewicht m. Werkzeug, ca. Walzenverstellung Hauptantriebsleistung p. Walze Walzentemperierung Baubreite, ca. Bauhöhe, ca. Bautiefe, ca. (o. Walzenwechselm.) Maschinengewicht inkl Walzen, ca. 460 [ [ [ [ mm mm mm mm [ kg [ mm [ kW ] ] ] ] ] ] ] [ mm ] [ mm ] [ mm ] [ kg ] 460 560 63 315 1.200 20 125 optional 3.800 1.800 1.200 15.000 560 560 700 80 400 2.200 25 200 optional 4.800 2.300 1.500 25.000 930 930 1.120 125 630 8.000 30 500 optional 7.500 3.500 2.400 100.000 Weitere Typen und Größen auf Anfrage Unser Angebot Endkonturnahe Massenvorverteilung Als Werkzeugmaschinenbauer konzentriert sich LASCO seit seiner Gründung darauf, Anwendern in der Industrie und im industrienahen Handwerk Aggregate und Anlagen für die Lösung von Umformaufgaben zur Verfügung zu stellen. Unsere mehr als 140jährige Erfahrung befähigt uns, Produktionstechnik anzubieten, die speziell auf das Arbeitsumfeld von Betrieben der Metallumformung ausgelegt ist. Zwischenzeitlich zählen wir mehr als 1000 Firmen der unterschiedlichsten Branchen in 53 Ländern der Erde zu unseren Kunden. Die wachsenden Anforderungen in der Massivumformung hinsichtlich reproduzierbarer Qualität der Schmiedeteile und effektivstem Materialeinsatz werden in erster Linie durch automatisierte Fertigungszellen erfüllt. In ihnen kommt der endkonturnahen und wirtschaftlichen Massenvorverteilung eine immer größere Bedeutung zu. LASCO wird diesen Marktanforderungen mit seinem Produktionsprogramm, d. h. hydraulischen Pressen, Gesenkschmiedehämmern, Spindelpressen und Automatisierungstechnik sowie einem eigenen Maschinenkonzept zur Massenvorverteilung durch Querkeil- und Reckwalzen, gerecht. LASCO Reckwalze RCW 900 in der Produktionslinie von Kurbelwellen bei einem deutschen Automobilzulieferer. Über 300 Fachleute bei LASCO verbindet ein Ziel: optimale Maschinen für den Erfolg des Anwenders zu bauen. 3 Grundlagen Hydraulische Pressen in der Massivumformung Anforderungen des Marktes Querkeilwalzen – gleichläufige Rotation. Zuführung der Werkstücke axial. Die Märkte fordern ständig steigende Qualität der Schmiedeteile bei sinkenden Preisen. Die Möglichkeiten der Zulieferer, sich auf diesen Trend einzustellen, sind u. a. in der Automatisierung kompletter Schmiedezellen zu finden. LASCO stellt den Kunden seit Jahrzehnten die dafür erforderlichen Schmiedeaggregate mit Automatisierungsmöglichkeiten zur Verfügung. Um auch in der Massenvorverteilung durch Walzen den gleichen Automatisierungsgrad zu erreichen, wurden für die Vor- und Endformteilefertigung neue Maschinenkonzepte entwickelt. Vorformen senkt Kosten Der Materialkostenanteil an den Stückkosten bei Gesenkschmiedeteilen beträgt 30 – 50 %. Allein aus diesem Grund ist eine optimale Vorformung zur Kostenreduzierung erforderlich. Ziel ist es also, in einer frühen Phase der Fertigung die Massenvorverteilung möglichst nahe an die Endform anzupassen. Eine gute Massenvor- 4 Reckwalzen – gegenläufige Rotation. Zuführung der Werkstücke radial. verteilung reduziert im Schmiedewerkzeug die Stoffflusswege und erhöht damit die Werkzeugstandzeit. Zwei Walzverfahren 1. Die Querkeilwalze ist zum Vorund Endformen von rotationssymmetrischen Schmiedeteilen aus Stahl und Aluminiumwerkstoffen konzipiert. Erwärmte Rundstäbe werden der Querkeilwalze zugeführt und zwischen zwei gleichläufig rotierenden, werkzeugbestückten Walzen abgerollt und dabei derart umgeformt, dass ein Werkstück mit der gewünschten Form entsteht. Während des Umformprozesses stützen zwei Führungslineale die Werkstücke ab. Das ortsfeste Werkstück dreht sich dabei zwischen den Walzen und ist exakt auf der geometrischen Mitte zwischen den Walzen positioniert. Nach einer Walzenumdrehung wird das Werkstück über eine Aussparung im rotierenden Walzwerkzeug ausgeworfen und den weiteren Bearbeitungen zugeführt. 2. Die Reckwalze ist zum Vorformen von Rund- und Vierkantmaterial konzipiert. Im Gegensatz zum Querkeilwalzen wird beim Reckwalzen der Rohling durch einen Manipulator radial zu den Walzen zugeführt und in einzelnen Sektoren (Stichen) umgeformt. Der fertig gewalzte Rohling wird auf einem Transportband abgelegt und dem Hauptumformaggregat zugeführt. Beide Walzverfahren bieten eine Reihe von Vorteilen: deutliche Materialeinsparung, verbesserte Werkstückoberfläche durch Entzunderung, Verbesserung der Gesenkstandzeiten im nachfolgenden Schmiedeprozess durch Entzunderung und Reduzierung der Stoffflusswege. Grundlagen Überzeugend wirtschaftlich Wirtschaftliche Materialverteilung durch Walzen Vorformung auf Querkeil- und Reckwalzen Anschlaghebel Ohne Vorformaggregat Materialeinsatz: 100% Mit vorgeschalteter Querkeilwalze 66% Materialeinsatz: LKW Pleuel Ohne Vorformaggregat Materialeinsatz: 100% Mit vorgeschalteter Reckwalze Materialeinsatz: 67% Beim Vergleich der Stadien einer Umformung mit und ohne Vorformung durch Walzen wird der unterschiedliche Materialeinsatz deutlich. 5 LASCO Konzepte... Grundlegende Qualitätsmerkmale LASCO Querkeil- und Reckwalzen bieten eine Fülle innovativer Detaillösungen, die diese Vorformaggregate für den Einsatz in hochautomatisierten Prozessketten und flexiblen Fertigungen prädestinieren. Im Einzelnen sind dies: Wartungsarm durch Wegfall der starren Getriebekopplung und der Kupplungs-/ Bremskombination. Programmierbare Drehzahlprofile zur Anpassung an die Umformaufgabe. Direktantrieb jeder Walze über je einen Torquemotor. Die Walzen werden einzeln durch Torquemotoren mit nachgeschalteten Kompakt-Untersetzungsgetrieben angetrieben. Die Synchronisation erfolgt im geschlossenen Regelkreis. Direktantriebe Beim Antriebskonzept stand im Vordergrund, die Nachteile der starren Getriebekopplung der Walzenantriebe zu eliminieren. Dies wird durch zwei separate Torquemotoren mit nachgeschalteten Kompakt-Untersetzungsgetrieben realisiert. Kein Verspannen der Walze, kurze Walzenwechselzeiten. Hydraulische Spannung der Walzenkörper. Die hohe Dynamik und Regelgenauigkeit der Motore ermöglicht die Programmierung von Drehzahlprofilen. Walzenwechsel je nach Walzengröße in 5 bis 10 Min. für eine Walze. Walzenwechselmanipulator. Beide Walzen verfügen über Absolutdrehgeber zur Messung der Winkelposition, sodass Start- und Werkzeugwechselpositionen automatisch angefahren werden können. Werkzeugtechnische Winkelkorrekturen können auch über die Steuerung vorgenommen werden. Konstante Temperatur sichert konstante Umformbedingungen. Optionale Walzentemperierung. 6 Grundgestell und Walzenanordnung Das Walzengestell ist je nach Walzengröße eine mehrteilige, durch Zuganker vorgespannte Konstruktion oder ein steifes einteiliges Schweißgestell. Im Gestell sind massive Lagereinheiten mit Pendelrollenlagern für die Walzen eingebaut. Die Walzen sind über eine synchrone Verstellung der unteren Lagergehäuse höhenverstellbar. Die Führungen für die Lagergehäuse sind in das Gestell eingeschweißt. Die Führungsleisten sind justierbar. Sichere Aufnahme der Umformkräfte und der technologisch bedingten Wärmedehnungen. Einhaltung enger Toleranzen im Walzspalt und damit am Werkstück. Hohe Steifigkeit des Walzengestells. Hohe Parallelität und Genauigkeit des Walzspaltes sichert Einhaltung enger Toleranzen am Werkstück. Mehrfaches Nachsetzen der Werkzeuge möglich. Messung des Walzspaltes unter Betriebslast und automatische Korrektur; großer Walzspaltverstellbereich. Das Walzengestell: Mehrteilig ausgebildet und durch Zuganker vorgespannt. LASCO-Konzepte... Sichere Reproduzierbarkeit aller technologischen Parameter. Programmierung aller produktspezifischen Maschinenparameter. Das Grundkonzept mit seinen Direktantrieben der Walzen erlaubt die Drehrichtungsänderung (Gleichoder Gegenlauf). Das ermöglicht bei weitgehend gleichem Aufbau den Einsatz als Quer- oder Reckwalze. Auch die Konzeption als Kombiwalze zur Nutzung beider Verfahren ist in Sonderfällen möglich. Für den Betreiber ergeben sich dadurch wesentliche Vorteile in Hinsicht auf einen Sortimentswechsel. Die Antriebseinheit konnte gegenüber konventionellen Antrieben ...im Detail Wegweisende Lösungen ...im Detail Temperaturregelung der Walzen. extrem entflochten werden, was dem Betrieb, dem Rüstvorgang (Werkzeugwechsel) und der Wartung der Maschine zugute kommt. Walzenlagerung Die Walzen sind pro Seite auf zwei doppelreihigen Pendelrollenlagern gelagert, die mit mehrfacher Sicherheit ausgelegt sind. Die Walzenlagerung im rechten Ständer wird zum Walzenwechsel hydraulisch zurückgezogen, sodass die Adaptionen ohne Hilfswerkzeuge gelöst und die Walzen mit einer Walzenwechselvorrichtung entnommen werden können. Während des Betriebs werden die Walzen axial hydraulisch geklemmt. Das hydraulische Polster dient zugleich der Kompensation von Wärmedehnung im Walzengestell. Somit ist eine axiale Verspannung der Walzen ausgeschlossen. Lagerschmierung und -kühlung Die Schmierung der Lagereinheiten erfolgt je nach Baugröße über eine Ölumlauf- oder eine Fettschmierung. Die Kühlung führt die Wärme ab, die über die Walzen ins System eingeleitet wird. Hydraulische Walzenspannung. Dadurch wird die Temperatur im Lagergehäuse stabil gehalten. Walzenkörper Die Walzen sind mit Kreuznuten ausgerüstet, die eine exakte Fixierung und Zentrierung in der Maschine garantieren. Das erforderliche Drehmoment für die Umformung wird über stabile Mitnehmer auf die Walzen übertragen. Die Walzen sind aus geschmiedetem, vergütetem Warmarbeitsstahl hergestellt. Die Adaption der Werkzeuge erfolgt durch T-Nuten am Umfang der Walzen. Hydraulische Spannung Zum automatischen Spannen der Walzen wird kein Hilfswerkzeug benötigt. Die Walzen werden hydraulisch gespannt und verriegelt - dadurch wird eine hohe Sicherheit erreicht und ein schneller Walzenwechsel ermöglicht. Walzenwechsel-Manipulator Optional können die LASCOWalzen mit einem voll- oder halbautomatischen Walzenwechselmanipulator ausgestattet werden. Durch ihn werden die Walzen mit einem Hubwerk aus der Maschine herausgehoben. Dieses verfügt über zwei Seiltrommeln, durch die die Walzen immer mittig positioniert bleiben. Fahr- und Hubwerk ermöglichen Schleich- und Schnellgang. Die Motoren werden mit einem Frequenzumrichter gesteuert, sodass die Bewegungen sanft und harmonisch ablaufen. Mit dieser Einrichtung in Verbindung mit der hydraulischen Klemmung der Walzen kann eine Walze in ca. 5 - 10 Minuten gewechselt werden. Temperaturregelung Bei empfindlichen Werkstoffen wie Aluminiumlegierungen empfiehlt sich der Einsatz einer Temperaturregelung (Option). Der Walzenkörper wird dabei entweder durch Thermoöl, das über eine Temperieranlage in geschlossenem Kreislauf geführt wird, oder über elektrische Heizpatronen von innen auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt. 7 Typenreihe QKW Vollautomatisierte Querkeilwalze ... Automatische Teilezuführung. Querkeilgewalzte Werkstücke. Die LASCO Querkeilwalze QKW wurde für den vollautomatischen Betrieb als Vorformaggregat in Schmiedelinien entwickelt. Grundsätzlich kann sie jedoch auch als Standalone-Aggregat eingesetzt werden. Sie eignet sich besonders zum Vor- und Endformen (Materialverteilung) von rotationssymmetrischen Rohlingen aus Stahl- und Aluminiumwerkstoffen. Prozess Erwärmte Rundstäbe werden der Querkeilwalze zugeführt und zwischen den beiden gleichläufig rotierenden, werkzeugbestückten Walzen abgerollt und dabei umgeformt. Nach Fertigstellung wird das Werkstück über eine Aussparung in der rotierenden Unterwalze ausgeworfen und mit Transporteinrichtungen der weiteren Bearbeitung zugeführt. Führungslineale (hier schematisiert) halten das Walzteil auf seiner mittigen Position. 8 Führungslineale Während der Umformung dreht das Werkstück frei - und zwar gegenläufig zur Drehrichtung der Walzen. Damit dies in der richtigen Position passiert, werden die Rundstäbe während der Operation durch zwei Führungslineale abgestützt. Die Lineale sind mit einem Überlastschutz in Form reversibler Klappvorrichtungen ausgerüstet. Steuerungssensoren erkennen mögliche Unregelmäßigkeiten im Prozess, und das Werkstück wird ausgeworfen, bevor die Einrichtungen beschädigt werden können. Optional können die Lineale mit hydraulischen Antrieben ausgerüstet werden, die sie kurz nach Walzbeginn zurückziehen. Walzspaltverstellung Die Walzspaltverstellung erfolgt durch synchrone Verstellung der beiden unteren Lagereinheiten durch zwei servomotorisch angetriebene, positionierbare Spindelantriebe. Das System verfügt über Messeinrichtungen mit hochauflösenden Absolutgebern, welche die Positionen der Walzen während des Betriebes überwachen und durch Verstellen der Spindelantriebe selbsttätig korrigieren, sodass mechanische und thermische Veränderungen kompensiert werden. LASCO-Konzepte... Typenreihe QKW ... mit sehr kurzen Rüstzeiten. Teilezuführung Die erwärmten Walzrohlinge werden von einem Kettenband aufgenommen und in den Querförderer geschoben. Dieser verfügt über eine Ausschußweiche, die sensorisch gesteuert wird und Teile mit zu geringer Temperatur aussondert. Der Querförderer schiebt den Rohling in ein Führungsprisma. Der servomotorisch angetriebene Einstoßer bringt das Teil zur Startposition des Umformprozesses. Walzenwechselvorrichtung. In weniger als 5 Minuten ist ein Walzenkörper ausgetauscht. LASCO Querkeilwalze QKW 700 mit Zuführungssystem in schematisierter Darstellung. 9 Typenreihe RCW Reckwalze mit flexiblem Antriebssystem... Reckwalz-Manipulator mit Spezial-Zange und Ausgleichsgliedern. Die LASCO-Reckwalzen der Typenreihe RCW sind so konzipiert, dass der Reckvorgang in mehreren Stichen (Walzen-Kaliber) durchgeführt werden kann. Der von der Erwärmungsanlage kommende Rohling wird durch den ReckwalzManipulator sequentiell den einzelnen Stichen zugeführt. Die Rohlingsform entwickelt sich dabei analog der Kontur der einzelnen Walzen-Kaliber. Zwischen den einzelnen Stichen dreht der ReckwalzManipulator den Rohling beliebig bis 180° um die Längsachse. Da die Walzen für den Werkzeugoder Kaliberwechsel aus der Reckwalze entnommen werden, ist es problemlos möglich mit vollkreisförmigen, geschlossenen Walzenkaliberringen und/oder mit Kalibern in Form von Kreissegmenten zu arbeiten. 10 Reckgewalzte Werkstücke. Spezieller Reckwalz-Manipulator Um alle Vorteile des flexiblen Antriebssystems zu nutzen, wird als Reckwalz-Manipulator ein schmiedetechnisch aufgerüsteter Industrieroboter verwendet. Die LASCO-Manipulatorzange besitzt ein Kompensationsglied zum Ausgleich der Rohlingslängenänderungen und ein weiteres Ausgleichsglied, welches dafür sorgt, dass Reaktionskräfte aus dem Umformvorgang vom Manipulator ferngehalten werden. Zu- und Abführung des Rohlings können somit ebenso flexibel gestaltet werden, da der frei programmierbare ReckwalzManipulator nicht an einen starren Bewegungsablauf gebunden ist. Manipulator und Walze arbeiten während des Walzvorganges im Master-Slave-Betrieb mit dem Walzendrehwinkel als MasterSignal. Diese Betriebsart erlaubt einen stoßfreien Betrieb und gewährleistet somit- im Gegensatz zu mechanisch starr gekoppelten Antriebssystemen - eine weitgehende Verschleißfreiheit. Der Reckwalz-Manipulator wird durch hoch dynamische und exakt positionierende Servomotoren angetrieben. Seine Bewegungen werden mit den Servo-Walzantrieben synchronisiert, sodass das Reckteil entsprechend der jeweiligen Umfangsgeschwindigkeit der Walzen bewegt wird. Dies bedeutet, dass die Werkstückgeschwindigkeit beim Betrieb dem Drehzahlprofil angepasst wird. LASCO-Konzepte... Typenreihe RCW ... und speziell adaptiertem Reckwalz-Manipulator LASCO Reckwalze RCW 900 mit Reckwalzmanipulator in schematisierter Darstellung. Bewährte Komponenten Alle Vorteile der Walzenwechselvorrichtung zum schnellen Werkzeugwechsel sowie die Möglichkeit der Walzentemperierung stehen wie bei der LASCOQuerkeilwalze zur Verfügung Flexibel als Kombiwalze Als einziger Anbieter verwirklicht LASCO ein Konzept, nach dem Walzen sowohl als Reckwalzen als auch als Querkeilwalzen betrieben werden können. Diese bislang einzigartige und herausragende Flexibilität wird durch das Prinzip einzelner, direkt angetriebener Walzen in gleich- oder gegensinniger Richtung eröffnet. 11 In der Praxis Querkeilwalzen im automatisierten Hammerschmiedeprozess 1 2 5 8 1 6 9 3 4 Layout für automatisierte Hammerschmiedeanlage mit integrierter Querkeilwalze: 1 = Querkeilwalze 2 = Gesenkschmiedehammer 3 = Loch- und Abgratpresse 4,5 = Schmiederoboter 6 = Zuführroboter 7 = Umsetzroboter 8 = Gesenkpflege 9 = Schwenkeinheit 7 Die Vorteile, die sich durch LASCO Walzaggregate in automatisierten Prozessketten erschließen lassen, zeigen sich am praktischen Beispiel einer automatisierten Hammerschmiedelinie mit integrierter Querkeilwalze. Im Beispiel wird das von der Erwärmungsanlage kommende Teil der Querkeilwalze über den Einschub zugeführt und nach dem Abwalzen auf ein direkt in den Arbeitsraum des Hammers führendes Förderband abgelegt. Wegen ihrer kontinuierlichen Arbeitsweise lassen sich Querkeilwalzen besonders vorteilhaft in automatische Schmiedelinien integrieren. Das exakt positionierte Teil wird von den Schmiederobotern gegriffen und den einzelnen Gravuren zugeführt. Das fertig geschmiedete Teil wird auf einem Schwenkarm abgelegt, der das Teil vor der Abgratpresse positioniert. Zwei weitere Abgratroboter übernehmen das Teil und führen es dem Lochund/oder Abgratwerkzeug zu. Für nicht vorzuformende Teile ist zwischen Erwärmungsanlage und Hammer ein Bypass installiert. Durch die Vorformoperation Querkeilwalzen wird nicht nur Material eingespart, sondern es kann auch die Anzahl der Operationen und Schläge im Hauptformaggregat – im Beispiel ein Gesenkschmiedehammer – reduziert werden, was sich in einer deutlichen Reduzierung der Taktzeiten niederschlägt. 12 LASCO-Konzepte... In der Praxis Automatischer Walzenwechsel 13 Umfassender Service Der LASCO Mehrwert Umfassender Service Spezialisten in Vertrieb, Konstruktion, Fertigung, Montage und Service ermöglichen es LASCO, flexibel und umfassend auf Kundenwünsche einzugehen. Perfekt abgestimmte Lösungen aus einer Hand Alle qualitätsentscheidenden Komponenten einer Umformlösung realisiert LASCO mit langjährig erfahrenen Fachkräften im eigenen Haus. In Verbindung mit der Flexibilität und den kurzen Entscheidungswegen eines mittelständischen Hauses eröffnet dies die Möglichkeit, umfassend auf Wünsche der Kunden einzugehen und perfekt abgestimmte Lösungen aus einer Hand anzubieten Ergänzt durch persönliche Serviceleistungen rund um den Globus offeriert LASCO seinen Kunden Leistungen, die im Weltmarkt seit Jahrzehnten Maßstäbe setzen. Gemeinsam finden LASCO Mitarbeiter in interdisziplinären Projektteams die optimale Lösung für die Umformaufgaben unserer Kunden. 14 Zentrale: LASCO Umformtechnik GmbH Hahnweg 139 96450 COBURG DEUTSCHLAND Telefon +49 9561 642-0 Fax +49 9561 642-333 E-Mail [email protected] Internet www.lasco.com LASCO FRANCE 1, allée des Cèdres 78860 SAINT NOM LA BRETÈCHE FRANCE Monsieur Thierry Lebailly Telefon +33 1 3080-0528 Fax +33 1 3080-0584 E-Mail [email protected] LASCO USA LASCO Engineering Services L.L.C. 1111 Bellevue Avenue DETROIT, MI 48207 USA Telefon +1 313 579 1100 Fax +1 313 579 2674 E-Mail [email protected] Internet www.lascoUSA.com LASCO China Beijing Office 5 Xisanhuan Beilu 100089 BEIJING R.P. CHINA Telefon +86 10 6873 1775 Fax +86 10 6873 1052 E-Mail [email protected] November 2006 www.lasco.com
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