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Werkzeuge

Schwer zerspanbare Werkstoffe bearbeiten

| Autor / Redakteur: Erich Timons / Victoria Sonnenberg

Anspruchsvolle Werkstücke und Werkzeugbaukomponenten gehören zu dem breiten Teilespektrum, das bei Becker + Michels gefertigt wird.
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Anspruchsvolle Werkstücke und Werkzeugbaukomponenten gehören zu dem breiten Teilespektrum, das bei Becker + Michels gefertigt wird. (Bild: Iscar)

Für ein kritisches, mehrachsig zu bearbeitendes Bauteil aus dem Bereich der Chemieanlagen setzte ein Spezialist für Gesenk- und Schmiedewerkzeuge auf einen alten Vertrauten, um den Herausforderungen besonders wirtschaftlich begegnen zu können.

Vom kleinen Lohnfertiger zum gefragten Spezialisten für Gesenk- und Schmiedewerkzeuge sowie für die Fertigung anspruchsvoller Maschinenbauteile aus schwer zerspanbaren Werkstoffen – das ist die Geschichte des jungen Nischen-Anbieters Becker + Michels GmbH. Drehen, Fräsen, Schleifen, Erodieren und weitere komplementäre Technologien und Verfahren sowie die Zusammenarbeit mit kompetenten Dienstleistern sorgen dafür, dass das Motto „Alles aus einer Hand“ buchstäblich gelebt wird. Über die Jahre konnte das Unternehmen einen Kompetenz- und Knowhow-Pool zur Bearbeitung anspruchsvoller Bauteile aus kritischen Werkstoffen sammeln. Da dies zum einen leistungsfähige Maschinen und zum anderen universelle bis passgenaue Zerspanungswerkzeuge erfordert, arbeitet Becker + Michels schon seit vielen Jahren mit den Spezialisten der Iscar Germany GmbH zusammen. „Mit ihrem breiten Werkzeugprogramm und durch die kompetente Beratung und Anwendungstechnik können sie überzeugende Antworten auf viele drängende Fragen geben“, erklärt Markus Steffen, Abteilungsleiter Fräsen bei Becker + Michels.

Mehrachsig zu bearbeitendes Bauteil aus dem Bereich Chemieanlagen

Den Beweis dazu führt er sogleich anhand eines kritischen, mehrachsig zu bearbeitenden Bauteils aus dem Bereich Chemieanlagen an. Das Bauteil besteht aus dem Werkstoff 1.4539 und muss aus Gründen der Festigkeit sowie der eng tolerierten Genauigkeit aus dem Vollen gefertigt werden. Dabei ergaben sich mit den Bearbeitungsvorgaben des Kunden und der Fräswerkzeuglösung eines Wettbewerbers immer wieder Standzeit- und Wirtschaftlichkeitsprobleme. Markus Steffen und seine Kollegen machten sich deshalb auf die Suche nach Alternativen und fragten auch bei Iscar an. Fündig wurden sie unter anderem anlässlich eines Frässeminars in Ettlingen, bei dem auch neue Iscar-IQ-Fräswerkzeugfamilien wie beispielsweise Helido 600 Upfeed Line, Helido 690 Line und die modularen Multi-Master-Werkzeuge sowohl in der Theorie als auch bei Demonstrationen zur Vorstellung kamen. In der Folge kümmerte sich Hans-Georg Derr, Anwendungstechnik und Beratung bei Iscar, um die herausfordernde Aufgabenstellung bei Becker + Michels. Er präsentierte schließlich eine Systemlösung zur mehrstufigen 5-Seiten-Komplettbearbeitung in einer Aufspannung. „Nach Bedarfsanalyse und Machbarkeitsprüfung kamen wir zur vierstufigen Vorgehensweise, die auf dem Einsatz von vier verschiedenen Fräswerkzeugen basiert und per Zirkularfräsen sogar Drehoperationen erübrigt“, erklärt Derr. „Zu den Vor-/ Schrupp- und Schlicht-Bearbeitungen an der Außen- wie teilweise auch an der Innenkontur setzten wir auf die Fräswerkzeuge der Helido 690 Linie mit trigonförmigen, sechsschneidigen Wendeschneidplatten mit Kantenlänge 10 mm sowie die Hochvorschubfräser Helido 600 Upfeed mit sechsschneidigen Wendeschneidplatten mit Kantenlänge 7 mm. Für die Kavitäten- und zur weiteren Innenbearbeitung kommen zwei modulare Fräswerkzeuge der Multi-Master-Familie zum Einsatz. Diese eignen sich durch die Verwendung von Vollhartmetall-Schäften und der damit verbundenen Stabilität sehr gut für lange auskragende Werkzeuge.“

Balance zwischen der Schnittgeschwindigkeit und den Standzeiten

Ergänzend dazu führt Hans-Georg Derr aus: „Beim Werkstoff 1.4539 des Bauteils handelt es sich um einen austenitischen Stahl mit hohem Cr- und Ni-Anteil. Die Schnittwerte, die aus den Vorgaben des Kunden hervorgingen und so auch vom Werkzeugwettbewerber übernommen wurden, lagen spürbar über den Werten, die eine gute Balance zwischen der Schnittgeschwindigkeit und den Standzeiten darstellen. Zudem wurde die Zeitersparnis durch die zunächst hohe Zerspanungsleistung wegen des Wechselns der Schneidplatten in der Maschine wieder weitgehend neutralisiert. Mit der neuen Frässtrategie sowie moderaten Schnittwerten und der Wahl mehrschneidiger Wendeschneidplatten, zum Beispiel unserer sechsschneidigen Trigon-Platten anstatt der zweischneidigen A-Platten des Wettbewerbers, konnten wir eine gute Performance bei gleichzeitig entscheidend höheren Standzeiten und deutlich reduzierten Werkzeugkosten erzielen.“ Trotz aller Spezialisierung und der dafür benötigten unterschiedlichsten Werkzeuge legt Becker + Michels durchaus Wert auf eine mehrfache bis universelle Verwendung der Werkzeuge. In diesem Zusammenhang stellt das modulare Werkzeugsystem Multi Master ein ideales Instrument dar. Mit ihm können auf der Basis von Grundschäften und Wechselköpfen zum einen strikt auf die Bearbeitungsanforderungen ausgerichtete individuelle Werkzeuge aufgebaut und andererseits bei reduzierten Kosten eine große Anwendungs-, Umrüst- und Nutzungs-Flexibilität sichergestellt werden.

„Beim Fräsen mit dem Fräser Helido H690 ist bei gleicher Bearbeitungszeit die Standzeit jetzt wesentlich höher als vorher“, betont ein mit den Iscar-Leistungen sichtlich zufriedener Markus Steffen. „Außerdem sparen wir durch den Wechsel von zwei auf jetzt sechs Schneiden einige Kosten.“ Dasselbe gelte für das Fräsen mit dem Werkzeug H600 Upfeed mit den sechsschneidigen Schneidplatten. Ein voller Erfolg sind auch die modularen MultiMaster-Werkzeuge: „Hier konnten wir die Schnittwerte stark erhöhen und damit allein bei diesem Arbeitsgang die Bearbeitungszeit um satte 45 Minuten verringern“, freut sich Steffen. „Außerdem haben wir hier noch ein weiteres Iscar-Fräswerkzeug im Einsatz: einen DropMill-Fräser für die übergangslose Endbearbeitung an den Radien und Flächen der Innenkonturen.“ Dies ist deshalb sehr wichtig, da die Bauteile im Bereich kritischer Medien zum Einsatz kommen und zuvor keimfrei gespült werden müssen. Um die geforderte Oberflächengüte sicherzustellen, bearbeitet Becker + Michels die Bauteile nun nass anstatt, wie früher, trocken. „Dies kommt uns dabei natürlich auch hinsichtlich des schonenderen Werkzeugeinsatzes zugute.“

* Erich Timons ist CTO und Mitglied der Geschäftsleitung bei der Iscar Germany GmbH in 76275 Ettlingen, Tel. (0 72 43) 99 08-0, gmbh@iscar.de

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