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maschine+werkzeug 03/2015

Zwölf Zähne für mehr Biss

Technik - Werkzeuge

Nutfräsen - Das Nutfräsen von Inconel-Scheiben war für den Automobilzulieferer Cambron bislang ein anspruchsvolles und zeitaufwendiges Unterfangen. Dank des Horn-Nutfräsers mit zwölfschneidiger Schneidplatte konnte das Unternehmen die Zykluszeit für jede Nut von 30 auf fünf Sekunden reduzieren.

Das in Bay City im US-Bundesstaat Michigan ansässige Unternehmen Cambron ist Zulieferer für neun General-Motors-Werke. 47 Mitarbeiter konstruieren und produzieren in der rund 3000 Quadratmeter großen Werkhalle Schablonen, Formen, Werkzeuge und Spannvorrichtungen. Moderne CNC-Maschinen bearbeiten darüber hinaus auch große Werkstücke.

Zum Leistungsspektrum gehören auch Inconel-600(Nickel, Chrom, Eisen)-Scheiben mit 2,40 Meter Durchmesser und 47,63 Millimeter Dicke. Sie werden als Rohrbleche in einem Rohrbündel-Wärmetauscher eingesetzt eine ideale Anwendung für den stark hitze- und korrosionsbeständigen Werkstoff. Die Mitarbeiter bohren in jede Scheibe 1400 Löcher von je 38,1 Millimeter Durchmesser und fräsen in jede Bohrung zwei 3,2 Millimeter breite und 0,39 Millimeter tiefe Nuten ein.

Das ist laut Cambron-Ingenieur Bryon Christilaw ein heikles und schwieriges Unterfangen mit hohem Zeitaufwand. »Diese Teile kommen mehrmals jährlich zur Bearbeitung. Als unser Auftragsbestand einmal sehr hoch war, wollten wir diese Arbeit auslagern«, schildert Bryon Christilaw. Allerdings wollte kein Zulieferer diese anspruchsvolle Aufgabe übernehmen. Somit wurde die Inconel-Bearbeitung zur internen Herausforderung mit dem Ziel, die Zykluszeiten zu reduzieren.

Cambron bearbeitet die Teile auf einem 18,6-kW-Bohrwerk von Kuraki, wobei die interpolierten Nutenschnitte besonders heikel waren. »Wir setzten früher einen Nutfräser mit drei Schneiden – je 3,18 Millimeter breit – und einem Durchmesser von 17,7 Millimetern ein«, erläutert Bryon Christilaw. Bei 750 U/min und einer Vorschubgeschwindigkeit von 228 mm/min sowie einem Zahnvorschub von 0,1 mm/Zahn benötigte jede Nut etwa 30 Sekunden. Dies allein machte knapp ein Viertel der Gesamtbearbeitungszeit von 80 Stunden aus. »Darin war der Zeitaufwand des Bedieners für Messungen während des Prozesses, Fräskorrektur und Schneidplattenwechsel noch gar nicht enthalten«, fügt er hinzu.

In dieser Phase trat Anwendungsingenieur Brett Kischnick von Horn auf den Plan. Er weilte gerade im Hause, um mit Cambron-Mitarbeitern aktuelle Fragen zum Nutendrehen zu klären. Beim Gang durch die Produktionshalle fiel ihm das aufgespannte, imposante Inconel-Werkstück auf. Und weil eine gesunde Portion Neugier zu einem Ingenieur gehört, kam er mit den Maschinenbedienern ins Gespräch. Dabei erfuhr er von den hohen Zykluszeiten.

Sein Ehrgeiz war geweckt, und der Horn-Mitarbeiter befasste sich intensiver mit der Herausforderung einer schnelleren Inconel-Bearbeitung. Kischnick schlug schließlich vor, anstelle des dreischneidigen Werkzeugs einen Nutfräser von Horn mit zwölfschneidiger Schneidplatte vom Typ 713 mit 21,7 Millimeter Schneidkreisdurchmesser und drei Millimeter Breite einzusetzen.

Diese Werkzeuge werden zum Planfräsen und zum Fräsen von Nuten bis 4,7 Millimeter Tiefe und ein bis drei Millimeter Breite in Bohrungen ab 22 Millimeter Durchmesser eingesetzt. Mit zwölf Zähnen überzeugen sie durch einen sehr ruhigen Schnitt und eignen sich deshalb besonders für den Einsatz in angetriebenen Werkzeugen von Drehmaschinen und Bearbeitungszentren. Zum Fräsen von Nuten mit einem Millimeter Breite stehen zwei Schneidplatten mit geraden Schneiden zur Verfügung. Für die Nutbreiten 2, 2,5 und 3 Millimeter sind drei Schneidplatten mit Kreuzverzahnung lieferbar. Die Schneidplatten werden stirnseitig durch eine Spannschraube mit dem schwingungsarmen Vollhartmetallschaft Typ M313 verbunden.

  • Das Fräsen der beiden winzigen Nuten in jede Bohrung kostete bei der ursprünglichen Verwendung eines dreischneidigen Fräsers ein Viertel der Gesamt-Zykluszeit.

    Das Fräsen der beiden winzigen Nuten in jede Bohrung kostete bei der ursprünglichen Verwendung eines dreischneidigen Fräsers ein Viertel der Gesamt-Zykluszeit.

  • Bryon Christilaw (r.), Werkzeugingenieur bei Cambron, überwacht zusammen mit Horn-Anwendungsingenieur Brett Kischnick (l.) den Einsatz des Nutfräsers.

    Bryon Christilaw (r.), Werkzeugingenieur bei Cambron, überwacht zusammen mit Horn-Anwendungsingenieur Brett Kischnick (l.) den Einsatz des Nutfräsers.

  • Der Horn-Nutfräser ›M313‹ mit zwölfschneidiger Schneidplatte Typ 713 verkürzte die Zykluszeit für jede Nut von 30 auf fünf Sekunden.

    Der Horn-Nutfräser ›M313‹ mit zwölfschneidiger Schneidplatte Typ 713 verkürzte die Zykluszeit für jede Nut von 30 auf fünf Sekunden.

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Unternehmensinformation

Paul Horn GmbH Hartmetall Werkzeugfabrik

Unter dem Holz 33-35
DE 72072 Tübingen
Tel.: 07071-7004-0
Fax: -72893

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