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Hartfräsen

Spritzgießwerkzeugbauer ersetzt Schleifen durch günstigeres Hartfräsen

| Autor/ Redakteur: Theo Drechsel / Peter Königsreuther

Werkzeugeinsätze bestehen meist aus warmverschleißfestem Stahl. Um sie präzise zu bearbeiten, werden sie in der Regel auf Maß geschliffen. Ein Werkzeugbauer spart durch Hartfräsen jetzt aber 60 % der üblichen Kosten ein.

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Im Spritzgießwerkzeug-Bau von Harting Applied Technologies setzt man jetzt auf das Hartfräsen mit Fräswerkzeugen von MMC Hitachi Tools. Damit wird das Schleifen von Schiebern obsolet. Harting spart dadurch 60 % der bisherigen Kosten, heißt es.
Im Spritzgießwerkzeug-Bau von Harting Applied Technologies setzt man jetzt auf das Hartfräsen mit Fräswerkzeugen von MMC Hitachi Tools. Damit wird das Schleifen von Schiebern obsolet. Harting spart dadurch 60 % der bisherigen Kosten, heißt es.
(Bild: MMC Hitachi Tool)

Im Werkzeugbau von Harting Applied Technologies wurde das Schleifen von Schiebern durch automatisiertes Hartfräsen abgelöst. Um die Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit zu erhöhen, wurden in Espelkamp gemeinsam mit MMC Hitachi Tool die Fräsprozesse analysiert und optimiert. Das Ergebnis: Längere Fräserstandzeiten, bessere Oberflächen, kürzere Durchlaufzeiten – und gegenüber dem Schleifen 60 % niedrigere Fertigungskosten.

Kürzere Bearbeitungszeiten ohne Standzeitverluste

„Wir haben uns auf die Konzeption, Entwicklung und Erstellung von anspruchsvollen Spritzgussformen, Stanz-Biegewerkzeugen und Sondermaschinen sowie von Fertigungsprozessen der Mikrotechnologie spezialisiert“, erläutert Geschäftsführer Dr. Volker Franke, der den für Harting extrem wichtigen Werkzeugbau – zusammengefasst in der Harting Applied Technologies GmbH – verantwortet. Der Begriff Hightech trifft in Espelkamp nicht nur auf die Produkte, sondern auch auf den Werkzeugbau zu. Schließlich zählt dieser zu den modernen seiner Art und wurde bereits dreimal (2014, 2016 und 2018) als „Werkzeugbau des Jahres“ ausgezeichnet.

Auf dem Gebiet der Fräsbearbeitung hatte man sich bei Harting bereits einen ziemlich hohen Stand erarbeitet, doch speziell beim Thema Hartbearbeitung gab es noch deutlich Luft nach oben. Das betraf vor allem den Wunsch nach kürzeren Bearbeitungszeiten, was aber keinesfalls mit niedrigeren Standzeiten erkauft werden sollte. An diesem Punkt war sogar die Wirtschaftlichkeit des gesamten Vorhabens – das Schleifen der Schieber durch Fräsen zu ersetzen – auf dem Prüfstand.

Werkzeughersteller und Werkzeughersteller im einklang

Eigene Versuche führten zu nichts, deshalb nahm man mit MMC Hitachi Tool Kontakt auf. Schließlich feilen die Prozessoptimierer des japanischen Werkzeugherstellers eng verzahnt mit den Kunden an effizienteren Bearbeitungsstrategien. Nach der bei MMC Hitachi Tool obligatorischen Istanalyse fanden relativ bald schon erste allgemeine Tests statt. Diese verliefen gleich so vielversprechend, dass man die Erkenntnisse ins Tagesgeschäft übertragen wollte. Dafür wurde einer der Schiebertypen ausgewählt, die in ähnlichen Geometrien aber unterschiedlichen Abmessungen bei Harting bei der Hartbearbeitung sozusagen das Volumengeschäft bilden. Diese Schieber wurden also in der Vergangenheit geschliffen. Weit über zwanzig dieser Schieber des identischen Typs kommen in Mehrkavitäten-Werkzeugen zum Einsatz. Damit werden die Kunststoffbügel gespritzt, die als Verriegelung des allseits bekannten, modular aufgebauten Han-Steckers von Harting dienen. Dieser Schieber besteht aus warmverschleißfestem Kunststoffformenstahl X38CrMoV5-1 (1.2343). Er wird nach dem Schruppen auf 52 bis 54 HRC vorgehärtet und die Flächen von 0,2 mm auf 0,02 mm vorgeschlichtet sowie anschließend auf Endmaß fertiggeschlichtet. Die Toleranzvorgabe für diese Flächen beträgt zwischen 0,0 und -0,01 mm im Gesamtmaß.

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Durchgestylte Machbarkeitsanalyse übertrifft Erwartungen

Am Anfang stand die Analyse der Machbarkeit. Gemeinsam wurden verschiedene Werkzeuge und Schnittwerte ausprobiert, Bearbei-tungszeiten, Verschleißverhalten und Oberflächen verglichen, und immer wieder geprüft, ob es noch besser geht. Angefangen bei verschiedenen Kugelfräsern und weiteren Fräsertypen war man schließlich beim EHHR-Fräser (Epoch High Hard Radius)angekommen, der in verschiedenen Durchmessern ebenfalls ausprobiert wurde. Bei dem Testwerkstück stellten sich 8 mm Durchmesser schnell als ideal heraus.

Das Ergebnis übertraf alle bisherigen bei weitem. Bei dem EHHR handelt es sich um einen 6-schneidigen VHM-Fräser von MMC Hitachi Tool, der über die hauseigene ATH-Beschichtung verfügt, ausschließlich für die Hartbearbeitung ausgelegt und leicht polygonförmig gestaltet ist. Der Durchmesser der um 120° versetzten Seitenschneiden ist gegenüber den Stirn-schneiden leicht verjüngt, was für ein hohes Zeitspanvolumen bei gleichzeitig hohen Standzeiten sorgt. Zusammen mit den sechs Schneiden des Werkzeugs kommt man zu hohen Vorschüben und erreicht so sehr kurze Bearbeitungszeiten. Beeindrucken konnten in Espelkamp die hohen Schnittgeschwindigkeiten, die mit dem EHHR möglich sind: Bei größeren Teilen, wo 12-mm-Durchmesser verwendet wurden, beim Vorschlichten bis zu 350 m/min, beim abschließenden Planschlichten sogar über 500 m/min.

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