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Arno Werkzeuge

Präzise Fertigung von Zahnrädern mit Wendeschneidplatten

| Autor / Redakteur: Martina Gschweng / Andrea Gillhuber

Die hochpositive Wendeschneidplatte TCGT mit ALU-Geometrie von Arno-Werkzeuge sorgt für die prozesssichere Bearbeitung des Stahlgusses.
Die hochpositive Wendeschneidplatte TCGT mit ALU-Geometrie von Arno-Werkzeuge sorgt für die prozesssichere Bearbeitung des Stahlgusses. (Bild: Arno-Werkzeuge)

Damit Zahnräder präzise ineinandergreifen können, müssen sie mit höchster Genauigkeit gefertigt werden. Die Wahl des richtigen Zerspanwerkzeugs ist dabei entscheidend.

Hochpräzise und zuverlässig – so ist der Ruf der Digital- und Offsetdruckmaschinen der Heidelberger Druckmaschinen AG (Heidelberg). Seit vielen Jahren ist die Firma mit mehreren Produktionsstandorten in Deutschland ein wichtiger Partner für die globale Druckindustrie. Der Hersteller hat sich zum Ziel gesetzt, die gesamte Wertschöpfungskette der Kunden zu integrieren und zu automatisieren. In Deutschland werden hoch automatisierte und variantenreiche Hightechmaschinen nach Kundenbedarf in allen Formatklassen gefertigt.

Dabei möchte Heidelberg für seine Kunden immer das bestmögliche Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Die Mitarbeiter sind angehalten, Technologien und Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Komponenten in der Produktion konsequent zu überprüfen. Die Werkstückkosten sollen so gering wie möglich gehalten werden, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Hier arbeitet Heidelberg mit Partnern zusammen, die eine Weiterentwicklung in diese Richtung ebenfalls permanent vorantreiben. So auch mit Arno Werkzeuge, Hersteller von Zerspanungswerkzeugen im Bereich Drehen, Stechen, Bohren und Fräsen.

Die Herausforderung liegt in der Genauigkeit jedes einzelnen Zahnrads

Harald Johann, Leiter Arbeitsplanung Kurven, Zahnräder und Modellteile, und Andreas Knopf, Technologe Drehen und Werkzeuge am Standort Wiesloch-Walldorf bei Heidelberg, sind unter anderem für die Fertigung von Zahnrädern für Offsetdruckmaschinen zuständig. Bei der integralen Betrachtung des bestehenden Produktionsprozesses von Zahnrädern wurden auch die Wendeschneidplatten in der Drehbearbeitung näher unter die Lupe genommen. Diese können bei einer Standzeitsteigerung durchaus als ein kostensenkender Faktor wichtig werden. Mehrfache Standzeiten und daraus resultierende reduzierte Wechsel- und Einmesszeiten sind über einen längeren Zeitraum betrachtet schnell eine nennenswerte Größe bei den Stückkosten. Als Resultat der Analyse suchte Andreas Knopf eine wirtschaftlich interessante Alternative zu der bisherigen Wendeschneidplatte. Bekannt für seine Kompetenz und einer der größten Produktpaletten im Bereich der hochpositiven Wendeschneidplatten, erschien Arno Werkzeuge als potenieller Partner passend und in der Lage, alle Vorgaben zu erfüllen. Zusammen mit dem Arno-Anwendungstechniker wagte sich Andreas Knopf mit der hochpositiven Wendeschneidplatte TCGT16T308FN-ALU AL10 an das Innenausdrehen und Schlichten der Zahnräder aus Stahlguss. Unter hochpositiv versteht der Werkzeugspezialist Wendeschneidplatten mit einem Spanwinkel von 27°, die umfangsgeschliffen und deren Spanbrecher poliert sind, somit eine scharfe Schneidkante besitzen und nur minimale Schnittkräfte erfordern. Die erzeugte Oberflächengüte ist dementsprechend gut, die Ergebnisse sind hochpräzise.

Gemeinsame Entwicklung eines kostenoptimierten Arbeitsablaufs

Qualitativ hochwertige Druckerzeugnisse können nur mit einer hochgenauen Druckmaschine erstellt werden. Dies fängt bei der Innenpassung des Zahnrads an. Ein Druckwerk wird durch das Zahnrad mit dem nächsten Druckwerk verbunden und über den Räderzug optimal abgestimmt. Ist die Innenpassung nicht auf den Tausendstelmillimeter genau, passt die Verzahnung außen nicht exakt in das nächste Zahnrad. Je nach Anzahl der Druckwerke in einer Maschine variiert die Anzahl an Zahnrädern und umso wichtiger ist natürlich die Präzision. Für die Hochglanzmagazine mit Druckveredelungen oder den hochwertigen Verpackungsdruck, die mit Heidelberger Bogenoffsetdruckmaschinen hergestellt werden, ausschlaggebend. Passen die Zahnräder nicht genau ineinander, kann es zu Positionsabweichungen der durchlaufenden Papierbögen kommen und das Druckergebnis ist nicht mehr einwandfrei.

Gemeinschaftlich erarbeiteten die beiden Unternehmen in kürzester Zeit einen verbesserten und kostenoptimierten Arbeitsablauf. Andreas Knopf war beeindruckt: „Wir haben im Feld auch die Ergebnisse erzielt, die vorher angekündigt waren. In der Produktion merkt man sehr schnell, ob jemand die Theorie auch in die Praxis umsetzten kann.“ Dies war der Grundstein für die weitere Zusammenarbeit zwischen Heidelberg und Arno Werkzeuge. Unterschiedlichste Drehteile wurden überprüft und neue Wendeschneidplatten getestet. Dabei galt es, schwierige Passungstoleranzen zu fertigen. Die erreichte Qualität war nicht nur sehr gut, die neuen Wendeschneidplatten brachten selbst bei schwierig zu fertigenden Werkstücken signifikante Standzeitsteigerungen von bis zu 100 %.

„Wir haben uns von Anfang an auf die konkreten Anwendungen konzentriert. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung hatten wir schon vor Beginn die Sicherheit: Diese Probleme können wir lösen!“, unterstreicht der Arno-Anwendungstechniker. Eine Reihe von Maßnahmen des Werkzeugherstellers führten zu einem sehr hohen Qualitätsstandard beim Schleifprozess der Wendeschneidplatten. Zum Beispiel werden Wendeschneidplatten nur auf Schweizer Schleifmaschinen mit Eco-Dress-Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird nach jedem Schleifgang die Schleifscheibe gereinigt und abgezogen, sodass die Qualität jedes einzelnen Schleifvorgangs gleich bleibt, die Schleifscheibe sich nicht zusetzt und keinen Schnittdruck erzeugt. Dadurch lassen sich sehr enge Bearbeitungstoleranzen einhalten. Gegenüber dem konventionellen Schleifverfahren wird die Prozesssicherheit erhöht und die Abtragleistung gesteigert. Das Ergebnis ist eine verbesserte Oberflächengüte und Kantenschartigkeit der Wendeschneidplatten. Als eines der ersten Unternehmen hat Arno Werkzeuge Maschinen mit Eco-Dress-Verfahren eingesetzt und entsprechend viel Erfahrung und Know-how über Schleifprozesse sammeln können. Je nach Plattentyp wird zwischen einer scharfen Schneidkante oder einer verrundeten Version unterschieden. Die zusätzlich standardmäßige Schneidkantenverrundung trägt zu erheblichen Standzeitenerhöhungen und einer höheren Laufruhe der Wendeschneidplatten bei. Sie wird durch Nassstrahlen oder Gleitschleifen erzeugt. Eine automatische oder optische 100-%-Kontrolle aller gefertigten Wendeschneidplatten untermauert den Qualitätsgedanken des Werkzeugherstellers.

Werkzeugstandzeit signifikant steigern

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13.07.17 - An Werkzeuge für Langdrehmaschinen werden hohe Anforderungen gestellt, vor allem in der Massenproduktion sind hohe Standzeiten und minimale Wechselzeiten gefordert. lesen

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