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18.11.2015

Standzeiten erhöht, Bearbeitungszeiten reduziert

Bei einem Formwerkzeug, bei dem sechs Kontur-Nester gefräst werden müssen, musste die Theis Feinwerktechnik GmbH wegen des schwer zu bearbeitenden Werkstoffs nach jeder Kavität den Schlichtfräser wechseln. Der Verschleiß führte dazu, dass die erforderliche Präzision nicht mehr gehalten wurde. Mit dem PHX der OSG Deutschland GmbH wird nun ein dreischneidiger Kugelfräser eingesetzt, mit dem es möglich ist, bis zu drei Kavitäten zu schlichten und die Bearbeitungszeit pro Kavität um 45 Minuten zu reduzieren.

Jörg Kornmann, Leiter Fertigung bei der Theis Feinwerktechnik GmbH, schildert eine Situation, die für die Formenbauer in Breidenbach bislang alles andere als zufriedenstellend war: „An diesem Werkstück haben sich schon einige Fräswerkzeughersteller die Zähne ausgebissen und alle haben nur eine Kavität pro Fräser in der geforderten Qualität herstellen können.“ Konkret geht es um Bauteile für die Scheinwerfer eines Pkw‘s. Dafür müssen bis zu sechs Nester in einem Formwerkzeug geschlichtet werden. Das Problem dabei ist allerdings der Werkstoff und die vorgegebenen Toleranzen.

Der Werkstoff ist ein Cr-Mo-V legierter Hochleistungswarmarbeitsstahl Hotvar mit HRC 56-2 und einer Zugfestigkeit bis 2.300 MPa. Die tolerierte Konturabweichung liegt zwischen 10 und 15 µm. Eine Kombination, die laut Jörg Kornmann dazu führte, dass man wegen des Verschleißes nach jeder Kavität das Schlichtwerkzeug wechseln musste: „Diese Konturen müssen mit einer Top-Oberfläche komplett absatzfrei gefräst werden. 2010 haben wir deshalb ausschließlich mit Premiumherstellern Tests gefahren. Die Ergebnisse waren relativ ausgeglichen aber leider ernüchternd. Alle Fräswerkzeuge zeigten bereits nach einer Kavität einen derart hohen Verschleiß, dass für das nächste Teil ein neuer Fräser verwendet werden musste.“

Dazu Geschäftsführer Harald Theis: „Natürlich wollten wir mit einem Fräser möglichst viele Kavitäten schlichten. Unser Ziel war, dieses Werkstück, mannlos zu fertigen. Das ging nicht. Selbst mit Schwesterwerkzeugen war das unmöglich. So mussten wir uns fünf Jahre mit dieser unglücklichen Situation abfinden.“ Seit Anfang 2015 hat dieses Dilemma allerdings ein Ende, denn mit dem dreischneidigen Kugelfräser PHX von OSG ist nicht nur das 3D-Finish-Konturschlichten von bis zu drei Kavitäten möglich, sondern auch die Bearbeitungszeit hat sich durch die dritte Schneide erheblich reduziert.

Pro Kavität 45 Minuten schneller

Beim Unternehmen Theis setzt man seit Jahren auf Werkzeuge von OSG und ist damit zufrieden. So überzeugen beispielsweise die WXS-Fräser selbst auf den Fünf-Achs-Maschinen und in schwer zerspanbaren Werkstoffen wie bei Einsätzen aus 1.2367 in einer Härte von 50+2 HRC mit höchster Präzision. Bei der Vorstellung des dreischneidigen Kugelfräsers war man allerdings zunächst skeptisch. Zumindest bis zu den ersten Tests. Verbesserte Standzeit bei gleichbleibender Präzision, bei Arbeitstiefen bis acht Millimeter hatte OSG versprochen. Eine Standzeitverdopplung bei gleichbleibender Präzision hat man jetzt in Breidenbach.

Die Erfolgsstory im Detail: Es wurde die Kugelfräser PHX-PC-DBT mit den Durchmessern 1,0 und 1,5 Millimeter eingesetzt. Als Schnittwerte wurden Vc 60 m/min, Fz 0,03 mm und Vf mit 1.150 mm/min angesetzt. Beim Durchmesser 1,0 Millimeter wurde Fz auf 0,02 Millimeter reduziert. So konnte die Bearbeitungszeit pro Kavität um 45 Minuten reduziert werden. Nun ist es sicher nicht allein die dritte Schneide, die solche Einsparungen mit sich bringt, denn bei einem Kugelfräser, der eine Schneide mehr hat, wird auch der Span-Raum geringer. Beim PHX dagegen ist die Span-Nut - selbst bei den kleinen Durchmessern - noch mit leichten Radien ausgehöhlt.

Außerdem hat OSG darauf geachtet, dass sich der Span entsprechend formt und aus der Span-Form fällt. So entstand mit dem PHX-LN-DBT ein Schlichtwerkzeug, für das Hartfräsen bis 60 HRC, mit dem sich einerseits die Prozesssicherheit erhöht. Anderseits aber auch mit den gleichen Schnittgeschwindigkeiten bzw. dem gleichen Zahnvorschub wie bei einem zweischneidigen Werkzeug die Vorschübe um 30 Prozent erhöhen lassen.

Der Einsatz eines solchen dreischneidigen Kugelfräsers ist aber nicht immer und überall sinnvoll. So zumindest sieht es Elia Kuhn, technischer Verkauf bei OSG: „Die Tests bei Theis waren auch für uns spannend. Wir waren uns zwar der Qualität der Schlichtwerkzeuge bewusst, aber eben nicht bei diesem Werkstoff. Das erfreuliche Ergebnis ist aber sicher auch darauf zurück zu führen, dass das Gesamtpaket von Maschine, Werkzeugspannung und Bearbeitung stimmt. Einen nicht unerheblichen Anteil an dem Erfolg haben aber auch die Mitarbeiter Frank Sänger und Andreas Reichel, die für die Programmierung und Maschinenbedienung verantwortlich sind.“

Die relativ ausgeglichenen Testergebnisse von 2010 hatten bei Theis dazu geführt, dass man sich für das kostengünstigste Fräswerkzeug entschieden hat. Mittlerweile spielt man mit dem PHX da jetzt in einer anderen Liga. Für Jörg Kornmann aber ist allein die Qualität entscheidend: „Die Schiene, bei Werkzeugen auf den günstigsten Anbieter zu setzen, haben wir längst verlassen. Das Beispiel der Scheinwerferbauteile macht doch deutlich, dass man bei der Investition Prozesssicherheit und Effizienz berücksichtigen muss. Alles andere ist einfach zu kurzfristig gedacht.“

  • Diese Konturen müssen mit einer Top-Oberfläche komplett absatzfrei gefräst werden. Mit dem dreischneidigen Kugelfräser PHX von OSG sind jetzt beim 3D-Finish-Konturschlichten bis zu drei Kavitäten möglich, die Bearbeitungszeit hat sich durch die dritte Schneide erheblich reduziert.

    Diese Konturen müssen mit einer Top-Oberfläche komplett absatzfrei gefräst werden. Mit dem dreischneidigen Kugelfräser PHX von OSG sind jetzt beim 3D-Finish-Konturschlichten bis zu drei Kavitäten möglich, die Bearbeitungszeit hat sich durch die dritte Schneide erheblich reduziert.

  • Bei der Theis Feinwerktechnik geht es generell um höchste Präzision. In Verbindung mit dem Einsatz für Pkw-Scheinwerfer war diese nur in Verbindung mit der Werkzeugstandzeit zu erreichen.

    Bei der Theis Feinwerktechnik geht es generell um höchste Präzision. In Verbindung mit dem Einsatz für Pkw-Scheinwerfer war diese nur in Verbindung mit der Werkzeugstandzeit zu erreichen.

  • Das Ergebnis der Tests ist sicher auch darauf zurück zu führen, dass das Gesamtpaket von Maschine, Werkzeugspannung und Bearbeitung stimmt. Die Röders RXP 800 ist beispielsweise mit einem Hochgenauigkeitspaket ausgestattet.

    Das Ergebnis der Tests ist sicher auch darauf zurück zu führen, dass das Gesamtpaket von Maschine, Werkzeugspannung und Bearbeitung stimmt. Die Röders RXP 800 ist beispielsweise mit einem Hochgenauigkeitspaket ausgestattet.

  • Beim PHX mit den drei Schneiden ist die Span-Nut selbst bei kleinen Durchmessern noch mit leichten Radien ausgehöhlt.

    Beim PHX mit den drei Schneiden ist die Span-Nut selbst bei kleinen Durchmessern noch mit leichten Radien ausgehöhlt.

  • Frank Sänger, Jörg Kormann und Harald Theis (v.l.n.r.): „Bislang haben wir mit OSG nur gute Erfahrungen gemacht. Das und die Tatsache, dass wir bei der Bearbeitung dieser Werkstücke etwas ändern mussten, waren die Gründe warum wir den Tests zugestimmt haben.“

    Frank Sänger, Jörg Kormann und Harald Theis (v.l.n.r.): „Bislang haben wir mit OSG nur gute Erfahrungen gemacht. Das und die Tatsache, dass wir bei der Bearbeitung dieser Werkstücke etwas ändern mussten, waren die Gründe warum wir den Tests zugestimmt haben.“

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Unternehmensinformation

OSG GmbH

Karl-Ehmann-Str. 25
DE 73037 Göppingen
Tel.: 07161-6064-0
Fax: -444

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