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maschine+werkzeug 04/2019

Automatisiertes Hartfräsen

Fräsen

Das Schleifen von Schiebern hat Harting Applied Technologies im Werkzeugbau durch automatisiertes Hartfräsen abgelöst. Dafür hatte Harting gemeinsam mit MMC Hitachi Tool die Fräsprozesse analysiert und optimiert.

Dieser Schieber entspricht in etwa dem des Testobjekts. Bild: MMC Hitachi Tool

Dieser Schieber entspricht in etwa dem des Testobjekts. Bild: MMC Hitachi Tool

Geschäftsführer Dr. Volker Franke, der den für Harting extrem wichtigen Werkzeugbau – zusammengefasst in der Harting Applied Technologies GmbH – verantwortet, erläutert: »Wir haben uns auf die Konzeption, Entwicklung und Erstellung von anspruchsvollen Spritzgussformen, Stanz-Biegewerkzeugen und Sondermaschinen sowie von Fertigungsprozessen der Mikrotechnologie spezialisiert.«

Der Gang durch die helle, weiträumige Fertigungshalle macht deutlich, dass der Begriff Hightech in Espelkamp nicht nur auf die Produkte zutrifft, sondern auch auf den Werkzeugbau. Dieser zählt zu den modernen seiner Art und wurde bereits dreimal (2014, 2016 und 2018) als ›Werkzeugbau des Jahres‹ – der begehrte Preis, der vom WZL der RWTH Aachen in Kooperation mit dem Fraunhofer IPT vergeben wird – ausgezeichnet. Ausgefeilte Klimatechnik sorgt dafür, dass 23 Grad Celsius sich niemals mehr als ein dreiviertel Grad nach oben oder unten bewegen. Hingucker sind die rund 11 Meter lange Fertigungszelle von Röders sowie der Linearroboter, der hinter den Glasscheiben zwischen den beiden fünf-achsigen Röders RXP601DSH, den Palettenlagerplätzen sowie dem Koordinatenmessplatz hin- und hersurrt. Tausende Werkstücke werden pro Jahr in dieser Anlage rund um die Uhr automatisch gefräst, vermessen und zwischengelagert.

Hartbearbeitung

Auf dem Gebiet der Fräsbearbeitung hatte sich Harting bereits einen ziemlich hohen Stand erarbeitet, doch gerade 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 – infrage gestanden. Eigene Versuche hatten hier bei den Westfalen keine Verbesserung gebracht.

Daher wurde Kontakt mit Mark Rotzoll von MMC Hitachi Tool aufgenommen, der Harting als Anwendungstechniker bereits seit 2005 betreut und schon öfter bei der Lösung von Fräsproblemen geholfen sowie im Haus Workshops veranstaltet hatte. Als Prozessoptimierer feilt Mark Rotzoll eng verzahnt mit den Kunden an effizienteren Bearbeitungsstrategien.

Erste Tests

Nach der bei MMC Hitachi Tool obligatorischen Ist-Analyse fanden zeitnah auf einer der beiden Röders RXP601DSH erste allgemeine Tests statt. Diese verliefen gleich so vielversprechend, dass Harting in Espelkamp die Erkenntnisse mithilfe von Mark Rotzoll ins Tagesgeschäft übertragen wollte.

Präziser als Schrumpfen: Heinrich Berg und der EHHR-Fräser von MMC Hitachi, der in einer PGR-Spannzangenaufnahme (›Powrgrip‹) gespannt ist. Bild: MMC Hitachi Tool

Präziser als Schrumpfen: Heinrich Berg und der EHHR-Fräser von MMC Hitachi, der in einer PGR-Spannzangenaufnahme (›Powrgrip‹) gespannt ist. Bild: MMC Hitachi Tool

Dafür wurde einer der Schieber ausgewählt, die in ähnlichen Geometrien aber unterschiedlichen Abmessungen bei Harting bei der Hartbearbeitung sozusagen das Volumengeschäft bilden. Diese Schieber wurden in der Vergangenheit geschliffen. Weit über zwanzig dieser Schieber des identischen Typs kommen in Mehrkavitätenwerkzeugen zum Einsatz.

»Damit werden die Kunststoffbügel gespritzt, die als Verriegelung des berühmten, modular aufgebauten Han-Steckers dienen. Dieser Schieber besteht aus warmverschleißfestem Kunststoffformenstahl X38CrMoV5–1 (1.2343)«, berichtet Heinrich Berg, Leiter der CAM-Programmierung.

»Er wird nach dem Schruppen auf 52 bis 54 HRC vorgehärtet und die Flächen in der Röders-Fertigungszelle von 0,2 Millimeter auf 0,02 Millimeter vorgeschlichtet und anschließend auf Endmaß fertiggeschlichtet. Die Toleranzvorgabe für diese Flächen beträgt zwischen 0 Millimetern und -0,01 Millimetern im Gesamtmaß.«
Ebenso wie bei früheren Projekten dieser Art, bei denen Harting bereits mit MMC Hitachi Tool erfolgreich zusammengearbeitet hatte, stand am Anfang die Analyse der Machbarkeit.

Gemeinsam wurden verschiedene Werkzeuge und Schnittwerte ausprobiert, Bearbeitungszeiten, Verschleißverhalten und Oberflächen verglichen und immer wieder geprüft, ob es noch besser geht.

Angefangen bei verschiedenen Kugelfräsern und weiteren Fräsertypen sind die beiden Partner schließlich beim EHHR-Fräser angekommen, der in verschiedenen Durchmessern ebenfalls ausprobiert wurde. Bei dem Testwerkstück stellten sich 8 Millimeter Durchmesser schnell als ideal heraus.

Das Ergebnis übertraf alle bisherigen bei weitem. Bei dem EHHR – die Abkürzung steht für Epoch High Hard Radius – handelt es sich um einen sechsschneidigen 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 Grad versetzten Seitenschneiden ist gegenüber den Stirnschneiden also leicht verjüngt, was laut Datenblatt für ein hohes Zeitspanvolumen bei gleichzeitig hohen Standzeiten sorgt.


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Unternehmensinformation

MMC Hitachi Tool Engineering Europe GmbH

Itterpark 12
DE 40724 Hilden
Tel.: 02103-2482-0
Fax: 02103-2482-30

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