Bild: Horn/Sauermann
Werkzeugstandzeit entscheidend höher

SMP Präzisionstechnik – Prototypenbau setzt für das Zerspanen von Rollenköpfen aus hochlegierten Stählen ISO-Schneidplatten und innengekühlte Halter des österreichischen Werkzeugherstellers Boehlerit ein – mit technischer Beratung von der Paul Horn GmbH. Der Präzisionswerkzeughersteller aus Tübingen bietet die Boehlerit-Werkzeuge als Exklusiv-Vertretung in Deutschland an.


Das Rollfalzen ist ein wichtiger Schritt der Prozesskette bei der Herstellung von Karosseriebauteilen in der Automobilindustrie. Das Zerspanen der Rollenköpfe aus hochlegierten Stählen fordert das Werkzeug und den Anwender bei jedem Einsatz aufs Neue heraus. Martin Schirach nimmt sich dieser Aufgabe an und fertigt die Rollen für die Rollenköpfe in Serie für einen Automobilzulieferer. Sein Unternehmen SMP Präzisionstechnik – Prototypenbau setzt dazu auf verschiedene ISO-Schneidplatten und innengekühlte Halter von Boehlerit. Die technische Beratung bekam er von Martin Weiß, Außendienstmitarbeiter der Paul Horn GmbH.


Das Rollfalzen ist der Umformtechnik zuzuordnen. Mit diesem Fertigungsverfahren lassen sich Bleche untereinander oder mit anderen Werkstoffen formschlüssig zusammenfügen. Dabei werden die Bleche nicht geknickt, sondern mithilfe der Rollenköpfe ineinander verrollt. Zur Anwendung kommt dieser Fertigungsschritt bei diversen Karosseriebauteilen in der Automobilindustrie. So lässt sich beispielsweise das Außenblech einer Fahrzeugtür mit dem Innenblech verbinden. Zur Unterstützung verklebt ein vorher aufgebrachter Dichtklebstoff die beiden Bauteile zusätzlich. Die Vorteile des Rollfalzverfahrens sind zum einen die hohe Qualität der gefalzten Oberflächen, zum anderen ist die Herstellung auch komplexer Blechgeometrien möglich.

 

Anspruchsvolle Fertigungsaufgabe


Am Rollenkopf sind in aller Regel eine oder – je nach Einsatzzweck – mehrere Rollen montiert. Die Bewegung dieses Werkzeugs übernimmt ein Knickarmroboter: Er führt den Rollenkopf über die zu bearbeitende Kante und übernimmt den Anpressdruck der Rollen. Je nach Aufgabe müssen die Rollen hohen Kräften widerstehen. Aus diesem Grund kommen zur Fertigung der Rollen hochlegierte Stähle zum Einsatz. Für Martin Schirach stellte sich die Aufgabe, die Rollwerkzeuge aus 1.2379 (X155 CrVMo 121) zu fertigen. „Die mäßige Zerspanbarkeit stellt bei der Bearbeitung besonders durch die hohe Verschleißfestigkeit des Werkstoffs eine Herausforderung dar“, beschreibt der Geschäftsführer.


Bevor Schirach die Boehlerit-Werkzeuge einsetzte, hatte er mit der Standzeit der Werkzeuge zu kämpfen. Es galt die Daumenregel: ein Bauteil – eine verschlissene Werkzeugschneide. Bei der Vollumschlingung der Schneide zum Spanen abfallender Konturen entstehen hohe Belastungen an der Schneide. Daraus resultieren niedrige Standzeiten; zudem verlangt es das permanente Überwachen durch den Maschinenbediener. „Wir mussten während des Eintauchprozesses der Werkzeuge in den Werkstoff ständig mit reduzierten Sondervorschüben fahren“, erinnert sich Schirach. Ein weiteres Problem stellte die Zuführung des Kühlschmierstoffes dar. Das Zerspanen hochfester Stähle erzeugt Wärme, die auch in den Werkzeughalter abfließt. Bei einer hohen Zerspanungsleistung wirkt sich das auf die Maßhaltigkeit aus. Die Folge daraus ist das ständige Anpassen der Maße im Bearbeitungsprogramm.

 

Rasche Problemlösung


Die Lösung der Standzeitprobleme ergab sich aus einem Gespräch mit Martin Weiß. Der Horn-Außendienstmitarbeiter schlug vor, die ISO-Schneidplatten und die Halter von Boehlerit zu testen. „Drei Tage nach der Vorstellung des Problems stellte mir Horn die Schneidplatten mit den innengekühlten Werkzeughaltern zur Verfügung“, weiß Schirach zu schätzen. Das Ergebnis aus den ersten Versuchen stellte den Geschäftsführer zufrieden. Statt eine Werkzeugschneide pro Werkstück erreichen die Boehlerit-Werkzeuge eine Standzeit von sechs Werkstücken pro Schneide. Die Schnittdaten des Prozesses gestalten sich wie folgt: Schruppen: vc = 180 m/min, ap = 1,5 mm, f = 0,22 mm/U; Schlichten: vc = 240 m/min, ap = 0,3 mm, f = 0,10 mm/U.


Durch die genaue Kühlung der Schneide mittels Kühlkanal des Werkzeughalters werden zwei Konstanten erzeugt. Erstens hat die Werkzeugschneide eine geringere thermische Belastung. Zweitens behält der Grundkörper eine gleichbleibende Temperatur, welche zusätzlich zur Wärmeregulierung beitragen kann. Die Vorteile des Boehlerit-Systems erläutert Schirach wie folgt: „Diese Werkzeuge sind universell zu verwenden, in Standard-NC-Maschinen, Langdrehern oder Zyklenmaschinen. Die Standardhalter lassen sich direkt einsetzen oder müssen bei speziellen Anforderungen nur minimal durch den Kunden angepasst werden. Das ist ein erheblicher wirtschaftlicher Vorteil gegenüber den anderen Herstellern, deren Systeme immer auf einen neuen Träger setzen.“

 

Hohe Qualität und kurze Wege


Martin Schirach gründete SMP Prototypenbau im Januar 2006 zunächst als Nebenerwerb. Er tüftelte lange in seinem Keller an einem Edelstahlreaktor zur Luftreinigung für den Einsatz in Reinräumen. Im Jahr 2010 gelang ihm durch seine Entwicklung und die Unterstützung eines großen Unternehmens der Schritt in die Selbständigkeit. Von dem Edelstahlreaktor fertigt und vertreibt er heute circa 50 Stück pro Jahr. Durch die hohe Qualität, die schnellen Reaktionszeiten und die kurzen Entscheidungswege erlangte Schirach in den letzten Jahren einen guten Ruf. Der Betrieb mit Sitz in Teublitz überzeugt nicht nur durch die mechanische Bearbeitung von Prototypen, sondern auch durch präzise Schweißarbeiten vieler Werkstoffe (www.smp-schirach.de). Zu den Kunden zählen heute Unternehmen aus den Bereichen Automotive, Halbleiter, Elektrotechnik, Luftfahrt, Maschinenbau, Medizintechnik und Armaturen.


Seit drei Jahren besteht die Partnerschaft zwischen SMP und Horn. Diverse Zerspanaufgaben konnten Schirach und Weiß in dieser Zeit schon lösen. „Abgesehen von der hohen Qualität und der Verfügbarkeit, besticht Horn durch Beratungskompetenz und geht konkret auf unsere Wünsche ein – als wären wir ein Teil des Unternehmens“, bewertet Schirach die Zusammenarbeit positiv. „Bereits in der Planung und Kalkulation steht Horn mit in den Startlöchern. Zusammen mit dem Außendienst und Anwendungstechnikern konnten wir schon einige Maschinenstunden einsparen. So trägt Horn laufend zu unserer Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit bei.“


www.phorn.de

www.boehlerit.com

 


 Titelthema aus dima 4/2018:

 

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