Auf dem Weg schon am Ziel.

Mit der Schruppoperation bereits an der Endkontur.

„Der Wettbewerbsdruck im Werkzeug- und Formenbau fordert vom Anwender für die täglich wechselnden Fertigungsaufgaben immer ausgefeiltere Bearbeitungsstrategien, um die Fertigungskosten zu senken.

So sehen sich unsere Anwendungstechniker vor Ort beim Kunden vor die schwierige Aufgabe gestellt, Bearbeitungszeiten zu verkürzen, dabei aber gleichzeitig den Prozess sicher zu gestalten.“ So Markus Fischer, Technical Application Manager Europe bei Hitachi Tool, der seit über 13 Jahren für Hitachi Tool europaweit Anwender betreut.

Fischer weiter: „Die Zeiten, in denen man sich beim Schruppen auf die Tagesschicht beschränken musste, um das Schlichten dann vorzugsweise in die 2te Schicht zu verlegen, sind vorbei. Mit der richtigen Werkzeugauswahl, in Verbindung mit einer besseren bzw. optimierten Strategie, kann auch das Schruppen „mannarm“, und vor allem, prozesssicher realisiert werden.

Das nachfolgend beschriebene Bearbeitungsbeispiel belegt dies auf eindrucksvolle Weise.

Abb. 1:	Ventilsteuerungs-Gehäuse
Material:	1.2344
Härte:	HRC52
Abmessungen:	50 x 75 x 55m

Aufgabe war es, das in Abb. 1 gezeigte Bauteil wirtschaftlicher und vor allem prozesssicherer zu fertigen.

Bisher setzte der Kunde für dieses Formteil mehrere Kugelfräser ein, um sich der Kontur schrittweise anzunähern. Daraus resultierte das Problem, dass die Folgewerkzeuge einem ständigen Schnittdruckwechsel ausgesetzt waren, bedingt durch das Fahren in Bereiche, die das vorherige Werkzeug nicht erreichen konnte (siehe auch Abb. 2). Das machte den Prozess unsicher, da durch die Wechselbelastung Schneidkantenausbrüche auftreten konnten.

Darüber hinaus zeigte die Oberfläche meist Vibrationsmarken, die durch das ständige Verbiegen des Fräsers hervorgerufen wurden.

Dadurch wurde zwangsläufig nicht nur die Werkzeugstandzeit stark beeinträchtigt, sondern auch der Prozess unsicherer.

Abb. 2: Restmaterial Kugelfräser Ø6

Durch den Einsatz des ETM Epoch Turbo Mill, in Verbindung mit einer geänderten Fertigungsstrategie, wurde das Ergebnis erheblich verbessert.

Anstelle der diversen Kugelfräser wurden jetzt Torusfräser der Serie ETM Epoch Turbo Mill in Ø2 mm und 5 verschiedenen Nutzlängen eingesetzt. Damit war es problemlos möglich, von Anfang an nahe der finalen Kontur - mit Schlichtaufmaß - zu fräsen (siehe auch Abb. 3).

Durch diese Strategieänderung wurden, selbst beim Einsatz der unterschiedlichen Längen, keine vorher gefrästen Bereiche mehr angefahren, da kein Restmaterial stehen gelassen wurde.

Für alle in diesem Fall eingesetzten 5 Nutzlängen wurden dieselben Schnittwerte gewählt. Lediglich die a_p-Zustellung reduzierte sich mit wachsender Auskraglänge.

CAD: Restmaterial ETM Epoch Turbo Mill Ø2

Abb. 3: Restmaterial ETM Epoch Turbo Mill Ø2

Die Bearbeitung erfolgte auf einem HSC-Bearbeitungszentrum mit einer HSK63A-Spindel (20.000 U/min).

Die ausgewählte Drehzahl lag dabei mit 12.700 U/min im unteren Bereich, da es bei HSC-Fräsbearbeitungen, selbst in gehärtetem Stahl, nicht immer erforderlich ist die Spindelleistung zu 100% zu nutzen. Aufgrund der speziellen Ausführung seiner Radiusgeometrie, konnte mit dem torischen 4-Schneider ETM Epoch Turbo Mill ein Vorschub von 4060 mm/min realisiert werden (fz 0,08).

Bei Nutzlängenverhältnissen von 6 bis 13,5 x Ø, wurde die anfängliche a_p von 0,07mm auf bis zu 0,025mm angepasst.

Die gesamte Fräszeit, mit der aufgezeigten Qualität belief sich auf unter 5 Stunden.

Abb. 4: Fräserverschleiß:
Ø2 x 27 mm nach 80 min

Es wurde kein Werkzeug zerstört und eine Prüfung der eingesetzten Fräser ergab, dass alle Werkzeuge durchaus für weitere Bearbeitungen eingesetzt werden könnten (siehe auch Abb. 4).

Fazit:

Es gibt viele Bearbeitungsstrategien, die in den Betrieben bisher als Stand der Technik galten. Neue Fräsergenerationen mit superharten Werkstoffen und Beschichtungen, sowie optimierten Schneidengeometrien erfordern jedoch ein Umdenken. Sie ermöglichen neue, zukunftsweisende Fertigungslösungen, die den Anwender technologisch weiter bringen, damit dieser seinen Vorsprung im Markt halten bzw. ausbauen kann. Das erreicht man nicht durch den bloßen Verkauf von Werkzeugen über den Preis, sondern durch Teambildung mit dem Anwender. Das zu vermitteln ist die vornehmliche Aufgabe unserer Anwendungstechniker.

Neben dem innovativen Werkzeugprogramm hat jeder Anwendungstechniker von Hitachi Tool vor Ort Zugriff auf technisches Know-how aus ganz Europa. Aus mehr als 1.000 digital bebilderten Applikationsberichten, zusammengefasst in einer Datenbank, kann der Außendienst die unterschiedlichsten Anwendungen und Projekte auswählen. Mit Hilfe der vielseitigen Abfragemöglichkeiten nach Werkzeug, Material, Härte, Maschine, Kundenart, usw. ist man beispielsweise in der Lage, rein nach Applikationen für das vom Kunden genutzte BAZ zu suchen, oder es können Applikationen herausgesucht werden, die der geplanten Bearbeitung ähnlich sind.

Das gibt dem Anwender die Möglichkeit, sich bereits vor Beginn der Zusammenarbeit ein genaues Bild von der Leistungsfähigkeit der Hitachi Tool Produkte zu machen.

"Häufig ist dies der Grundstein für eine erfolgreiche Partnerschaft."