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Sonderwerkzeuge Mit dem richtigen Schliff Standmengen vervielfachen

| Autor/ Redakteur: Mathias Schmidt / Mag. Victoria Sonnenberg

Dass sich durch eine Optimierung der Schneidegeometrie von Sonderwerkzeugen Produktionsprozesse verbessern lassen, zeigt das Beispiel eines Spezialisten für Präzisionsstahl- und Aluminiumrohrprodukte. Auch, wie der Ausschuss massiv reduziert werden konnte.

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Die Schneidkantenpräparation am Bohrer hat die Standmenge des Bohrkopfes mehr als verdreifacht.
Die Schneidkantenpräparation am Bohrer hat die Standmenge des Bohrkopfes mehr als verdreifacht.
(Bild: Müller Präzisionswerkzeuge)

Rund um das Thema Rohr entwickelt voestalpine Rotec kundenspezifische und maßgeschneiderte Lösungen für die Automobilindustrie wie auch für den Maschinen- und Anlagenbau. Speziell errichtete Technology Center (Krieglach, Annweiler und Burlington) garantieren dabei die Entwicklung innovativer Produkte und Fertigungstechnologien auf höchstem Niveau.

Am Standort Annweiler in Rheinland-Pfalz liegt der Schwerpunkt zum Beispiel auf der rotationssymmetrischen Umformung von Rohrteilen. Das spezielle Verfahren erlaubt es Komponenten ohne Schweißen herzustellen und findet vor allem bei Automobilherstellern großen Anklang.

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Die Automobilindustrie und ihre hohen Ansprüche an die Qualität

Die Stahl-, Edelstahl- und Aluminiumelemente, die in Annweiler entwickelt und verarbeitet werden, stecken zum Beispiel in Gurtstraffern, Airbags, Luftfedern oder in der Lenkung. Da die belieferten Branchen ganz besondere Ansprüche an die Materialgüte und Beschaffenheit der Produkte stellen, prüft voestalpine Rotec seine Verfahren, Produktionsprozesse und Werkzeuge in allen Details. Sie müssen optimal auf die individuellen Komponenten zugeschnitten und dabei so wirtschaftlich wie möglich sein. Standmenge, Ausfallquote sowie Vor- und Nachbehandlung der Werkzeuge werden dementsprechend konsequent in Relation zu technischen wie auch wirtschaftlichen Gesichtspunkten gesetzt.

Schneidegeometrie von Sonderwerkzeugen wurden schnell stumpf

Nach diversen Testversuchen im Serienprozess und interner Evaluation der einzelnen Bauteile sah voestalpine Rotec in einer Transferanlage für komplexe Rohre Handlungsbedarf an der Schneidegeometrie von Sonderwerkzeugen mit Hartmetallspitze und Messer, das außen und innen entgratet.

„Die Werkzeuge wurden sehr schnell stumpf und dementsprechend suboptimal war die Oberflächengüte sowie Gratbildung bei Lochvorbohrungen. Beim anschließenden Tiefziehverfahren sind dadurch immer wieder Risse entstanden. Und auch der Werkzeughalter musste bei jedem zweiten Bohrspitzenwechsel aufgrund von Beschädigung durch Bohrspäne komplett erneuert werden. Wir wollten aber die vorhandene Bohrspitze unbedingt weiterverwenden, da die Schnittstelle sehr speziell ist“, berichtet Rainer Welter, Leiter Werkzeugbau voestalpine Rotec.

Das Unternehmen war deshalb auf der Suche nach einer Lösung für diese Arbeitsschritte und nahm Kontakt zu mehreren Anbietern von Nachschleif-Services auf. „Erste Rückmeldungen waren, dass dieses sehr spezielle Werkzeug nicht nachgeschliffen werden kann“, erinnert sich Welter. „Glücklicherweise sind wir dann aber auf die Firma Müller Präzisionswerkzeuge aufmerksam geworden und haben uns versichert, dass das Unternehmen in der Zulieferbranche einen hervorragenden Ruf genießt. Müller hat uns sehr schnell zwei Varianten mit unterschiedlichen Schnittbildern präsentiert. Beide waren besser und eine hat sich als besonders effizient herauskristallisiert.“

Mit einem Volumen von rund 400.000 Nachschliffen pro Jahr sowie der Vielzahl von beherrschten Werkzeugen und Materialien zählt Müller Präzisionswerkzeuge zu den führenden Spezialisten für das Nachschleifen von Bohr-, Fräs-, Säge- und Reibwerkzeugen.

Schneidkantenverrundung erhöht Prozesssicherheit

Ein besonderes Verfahren, auf das Müller sich spezialisiert hat, ist die sogenannte Schneidkantenverrundung. Dabei werden insbesondere bei Fräs- und Bohrwerkzeugen durch den Schleifprozess entstandene Mikroausbrüche und sonstige Ungleichmäßigkeiten entfernt und die Kanten geglättet. Dadurch erhöht sich die Prozesssicherheit, es lassen sich höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe fahren und die Standzeiten werden deutlich verlängert. Die Beschichtung mit anschließender Nachbehandlung führen Fachkräfte bei Müller in werkseigenen Beschichtungsanlagen in kürzester Zeit und mit höchster Präzision durch.

„Wir fungieren als wahre ‚Werkzeug-Doktoren‘: Unsere Experten erkennen sofort, was sich konkret an einem Tool verbessern lässt, um dessen Leistungsfähigkeit für den praktischen Einsatz zu optimieren“, erklärt Steffen Gospodarek, Technische Beratung und Verkauf bei Müller Präzisionswerkzeuge.

Die Optimierung der Werkzeuge und des Schliffs der Schneidegeometrie haben sich in der Serienfertigung bewährt. Vor dem Einbau der neuen Bohrspitze hatte voestalpine Rotec die letzten 13.324 Rohrteile analysiert: Es wurden 361 Risse (2,7 % Ausschuss) und 10 Werkzeugwechsel verzeichnet. Hier musste jedes Mal die Bohrspitze und Fasplatte ausgetauscht werden sowie auch das Werkzeug selbst jedes zweite Mal. 13.530 Teile nach der Optimierung der Bohrspitze sieht die Situation anders aus: Durch die bessere Oberflächengüte konnten die Risse beim Nachziehen deutlich reduziert werden. Bei 61 Rissen betrug die Ausschussquote damit nur noch 0,45 %. Ebenso waren lediglich 3 Werkzeugwechsel erforderlich – dreimal Bohrspitze, einmal Fasplatte bei gleichem Werkzeug, das weiterhin unter voller Kapazität operiert.

Ist der Verschleiß der Werkzeuge extrem gefallen, so haben sich auch die Standmengen vervielfacht. Der Stirnanschliff am Bohrer hat die Standmenge des Bohrkopfes von cirka 1330 Stück auf cirka 4500 mehr als verdreifacht. Die Standmenge der Fasplatte wurde dabei aufgrund der geringeren Gratbildung beim Bohreraustritt von 1330 auf 6.770 sogar mehr als verfünffacht.

„Der größte Vorteil ist die bessere Oberfläche. Das Bohrwerkzeug kann länger im Einsatz bleiben, da die Bohroberfläche erst viel später rau wird. Und auch das Messer am Werkzeug zum Entgraten kann viel länger im Einsatz bleiben. Dadurch produzieren wir viel weniger Ausschuss, reduzieren die Wechselzeiten und haben einen deutlich geringeren Material- sowie Werkzeugverbrauch“, fasst Welter die Ergebnisse zusammen. Die individuelle Optimierung der Schneidegeometrie von Müller konnte so nicht nur Kosten senken, sondern auch eine prozesssichere Produktion mit minimalen Ausfallzeiten garantieren.

Die Anforderung, die vorhandene Bohrspitze weiter zu benutzen, wurde erfüllt und gleichzeitig der gesamte Produktionsschritt effizienter gestaltet.

„Für die professionelle Erneuerung unserer Sonderwerkzeuge benötigten wir einen zuverlässigen und kompetenten Partner, der sowohl gute Ergebnisse beim Schleifen und Beschichten erzielt, auf unsere speziellen Anforderungen eingehen kann und auch einen zuvorkommenden Service bietet. Die Firma Müller Präzisionswerkzeuge unterstützt uns dabei in jederlei Hinsicht vorbildlich“, resümiert Rainer Welter. „Wir haben direkt neue Projekte für weitere Produktionsschritte und die anstehende Erweiterung unserer Produktionskapazitäten mit Müller angestoßen.“

* Mathias Schmidt ist Geschäftsführer der K.-H. Müller Präzisionswerkzeuge GmbH in 55758 Sien, Tel. (0 67 88) 97 98-0, info@mueller-sien.de

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