Große Formen (z. B. Karosserieformen für Kraftfahrzeuge und Formen für Schiffsrümpfe) stellen aufgrund ihrer Größe, ihres hohen Gewichts und ihrer strengen Präzisionsanforderungen besondere Anforderungen an die Bearbeitungsausrüstung. Hochleistungs-Horizontaldrehmaschinen mit ihrer hohen Tragfähigkeit, stabilen Bearbeitungsgenauigkeit und flexiblen Prozessanpassungsfähigkeit sind zu Schlüsselgeräten im Großformenbau geworden, und ihr Einsatzwert spiegelt sich in mehreren Kernaspekten wider.
In der Phase der Bearbeitung großer Formrohlinge ist die Schwerlast-Bearbeitungskapazität der horizontalen Hochleistungsdrehmaschine besonders hervorzuheben. Bei diesen Formrohlingen handelt es sich häufig um Guss- oder Schmiedeteile mit einem Gewicht von mehreren zehn Tonnen, die herkömmliche Geräte nur schwer tragen können. Das Bett der Hochleistungs-Horizontaldrehmaschine verfügt jedoch über eine integrale Gussstruktur, wird einer Alterungsbehandlung unterzogen, um innere Spannungen zu beseitigen, und sein Arbeitstisch kann eine Last von bis zu Hunderten Tonnen tragen. In Kombination mit einem hochfesten Spannfutter oder Zentrierkopf kann so eine starre Fixierung des Rohlings erreicht werden. Während der Bearbeitung treibt das hohe Drehmoment der Spindel den Rohling in eine stabile Rotation, was das Schneiden großer Massen mit Werkzeugen mit breiter Klinge ermöglicht, überschüssiges Material schnell entfernt und den Rohling auf nahezu fertige Abmessungen bearbeitet, was die anschließende Endbearbeitungszeit erheblich verkürzt. Beispielsweise kann bei der Bearbeitung eines Formrahmens für ein Automobilkarosserieblech mit einem Durchmesser von 5 Metern die Grobbearbeitung des Außendurchmessers und der Endfläche in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, wodurch die Effizienz im Vergleich zur segmentierten Bearbeitung um mehr als 40 % gesteigert wird.
Die Präzisionsbearbeitung der formgebenden Oberfläche beruht auf den hochpräzisen Steuerungsmöglichkeiten einer Hochleistungs-Horizontaldrehmaschine. Die Formflächen großer Formen enthalten häufig komplexe gekrümmte Oberflächen und Stufenstrukturen. Das CNC-System der Drehmaschine kann eine dreidimensionale Trajektorieninterpolation durch mehrachsige Verknüpfung erreichen und so gekrümmte Oberflächenkonturen bearbeiten, die den Designanforderungen entsprechen. Seine Spindel verwendet hochpräzise hydrostatische Lager und erreicht eine Rotationsgenauigkeit von 0,001 mm. In Kombination mit der geschlossenen Feedbackschleife eines linearen Encoders können Bearbeitungsmaßfehler auf Mikrometerebene kontrolliert werden. Um den Anforderungen an die Oberflächenrauheit der Form gerecht zu werden, kann die Drehmaschine die Schnittparameter optimieren (z. B. Vorschub reduzieren und Spindeldrehzahl erhöhen) und sie mit Schneidwerkzeugen mit hoher Endgüte kombinieren, um eine Oberflächenrauheit von Ra1,6 μm oder weniger zu erreichen und so den Arbeitsaufwand für nachfolgende Polierprozesse zu reduzieren. Bei der Bearbeitung des Profilrings einer großen Reifenform kann die Drehmaschine die feine Struktur des Profilmusters genau nachbilden und so die Klarheit des Reifenprofilmusters nach dem Formformen gewährleisten.
Die Bearbeitung komplexer Lochsysteme und unregelmäßiger Strukturen beweist die Prozessflexibilität der Anlage. Große Formen erfordern häufig mehrere Positionierungs- und Befestigungslöcher an den Stirnseiten oder Seiten. Hochleistungs-Horizontaldrehmaschinen können durch das Hinzufügen von Power-Revolvern oder Fräsaufsätzen eine kombinierte Dreh- und Fräsbearbeitung erreichen. Bei der Bearbeitung von exzentrischen Löchern in Formen ermöglicht die Indexierungsfunktion der Drehmaschine, die Spindel über den Fräsachsvorschub in einen bestimmten Winkel zu drehen und zu arretieren, bevor das Fräsen abgeschlossen ist, wodurch Positionierungsfehler durch Sekundärspannung vermieden werden. Bei Formstrukturen mit Keilnuten und Nuten können Dreh- und Fräsvorgänge in einer einzigen Aufspannung durchgeführt werden, wodurch die Positionsgenauigkeit zwischen den Merkmalen gewährleistet wird. Diese kombinierte Bearbeitungsfähigkeit verbessert nicht nur die Bearbeitungseffizienz, sondern stellt, was noch wichtiger ist, die Koaxialität, Rechtwinkligkeit und andere geometrische Toleranzen der Formkomponenten sicher und bietet so eine präzise Sicherheit für die anschließende Formmontage.
Hochleistungs-Horizontaldrehmaschinen spielen auch bei der Oberflächenbearbeitung und Reparatur großer Formen eine Rolle. Kommt es bei der Verwendung der Form zu örtlicher Abnutzung, kann die Form wieder auf die Drehmaschine gespannt und der verschlissene Bereich durch Vergleich mit den ursprünglichen Konstruktionsdaten mithilfe eines Online-Messsystems ermittelt werden. Dann kann eine Präzisionsdrehreparatur vor Ort durchgeführt werden, ohne dass die gesamte Form ausgetauscht werden muss, wodurch die Wartungskosten erheblich gesenkt werden. Während der Reparatur ermöglicht die Mikrovorschubfunktion der Drehmaschine eine Schnittkontrolle auf 0,001-mm-Ebene und sorgt so für einen reibungslosen Übergang zwischen der reparierten Oberfläche und den umgebenden Bereichen, ohne die Formwirkung der Form zu beeinträchtigen.
Der Einsatz von Hochleistungs-Horizontaldrehmaschinen im Großformenbau durchbricht die Einschränkungen herkömmlicher Anlagen hinsichtlich Tragfähigkeit, Präzision und Prozess. Es verbessert nicht nur die Verarbeitungseffizienz und Qualitätsstabilität großer Formen, sondern erweitert auch die Möglichkeiten des Formendesigns und bietet eine zuverlässige Verarbeitungslösung für den Großgerätebau. Mit der Weiterentwicklung der CNC-Technologie wird ihre Anwendung im Großformenbau immer weiter verbreitet, was die Formenindustrie zu größeren Größen und höherer Präzision treibt.
