Horn: Produktiv fräsen 14-mal und mehr schneller

Redakteur: Konrad Mücke

Durch die Optimierung eines Schruppprozesses mit dem Hochvorschub-Frässystem DAH der Paul Horn GmbH spart der Lohnfertiger Bamann in Geretsried knapp 100 min. Bearbeitungszeit pro Bauteil ein.

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Mit dem Fräsersystem DAH verkürzte Jörg Bamann die Bearbeitungszeit eines Einstichs um das 14-fache.
Mit dem Fräsersystem DAH verkürzte Jörg Bamann die Bearbeitungszeit eines Einstichs um das 14-fache.
(Bild: Horn/Sauermann)

Seit 20 Jahren setzt die mechanische Werkstatt Bamann in ihrer Fertigung auf Werkzeuge des Werkzeugherstellers aus Tübingen. Wie Jörg Bamann erläutert, habe er nicht nur die Fertigungszeit verringert, sondern auch der Schnittdruck und die Vibrationen lägen weit unter dem Wert vor der Umstellung.

Axiale Bearbeitungskräfte

Vor zehn Jahren stellte der Werkzeughersteller Horn das Frässystem zum Hochvorschubfräsen vor. Die DAH-Fräser schneiden stirnseitig. Durch die Belastung in Achsrichtung ist die Werkzeugspindel vorwiegend auf Druck belastet und die Querkräfte sind verhältnismässig niedrig. Wegen der niedrigen Vibrationsneigung können die Werkzeuge die hohen Belastungen bei den üblichen Zahnvorschüben von fz 1 mm bei bis zu 1,2 mm Schnitttiefe sicher aufnehmen. Der grosse Radius an der Hauptschneide der dreischneidigen Wendeschneidplatte erzeugt einen weichen Schnitt, sichert eine gleichmässige Aufteilung der Schnittkräfte und damit lange Standzeiten. Auf der Innenseite sorgt ein kleiner Schneidenradius für ein problemloses und schnelles Eintauchen. Ein Primär- und ein Sekundärwinkel führen zu einem stabilen Keilwinkel und sehr guter Schneidenstabilität.

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«Vor der Umstellung auf das Hochvorschubfräsen haben wir den axialen Einstich des Bauteils mit einem konventionellen Torusfräser gefertigt», berichtet Jörg Bamann. Das Axialstechen stand für den Tüftler aus Geretsried nicht mehr zur Debatte: «Wir haben es mit Werkzeuglösungen verschiedener Werkzeughersteller getestet, aber kein Werkzeug hat uns für diesen Einstich technisch überzeugt. Das Stechen führte zu langen Spänen und, bedingt durch die hohe Stechtiefe, zu Vibrationen, die die Standzeit der Schneidplatten negativ beeinflussten», erklärt der Geschäftsführer. Das Spanvolumen ist hoch. Der Axialeinstich misst im äus­seren Durchmesser rund 240 mm, ist 40 mm breit und hat ohne Schlichtaufmass eine Tiefe von knapp 90 mm.

Optimieren für 300 Werkstücke jährlich

Die Prozessumstellung auf das Hochvorschubsystem DAH von Horn kam durch ein Gespräch auf der Messe EMO 2019 in Hannover. Der Anwendungstechniker Korbinian Niedermeier schlug für die Schruppbearbeitung dieses System vor. Von dem Bauteil aus dem härtbaren Stahl 42CrMo4 (Werkstoff-Nr. 1.7225), vergütet auf 1000 N/mm2, fertigt Bamann rund 300 Stück pro Jahr. Mit einem mit Wendeschneidplatten bestückten Vollradius-Torusfräser benötigte der Lohnfertiger zum Schruppen des Einstichs über 100 min. Die Standzeit lag bei 30 Einstichen pro Bestückung des fünfschneidigen Werkzeugs. Der Schruppprozess war schneller als das Axialstechen, aber führte zu Vibrationen, einer hohen Geräuschkulisse und die Bearbeitungszeit war zu lang.

Fünfschneidige Fräser

«Die ersten Versuche mit unserem Fräser waren gleich erfolgreich. Es waren nur einzelne Parameter, welche wir in der Testphase noch anpassen mussten», erzählt Korbinian Niedermeier. Der Anwendungstechniker wählte eine fünfschneidige Variante mit einem Schneidkreis von 40 mm. Zur Bearbeitung des Werkstücks dient ein Dreh-Fräszentrum CTX 800 TC von DMG Mori. Die Schnittgeschwindigkeit vc ist auf 150 m/min programmiert. Das Werkzeug taucht helikal mit kontinuierlich 1 mm Zustelltiefe (ap) in das Werkstück ein. Die radiale Vorschubgeschwindigkeit (Drehzahl des Bauteils) liegt bei vf = 4777 mm/min, der Vorschub pro Zahn bei fz = 0,8 mm. Die neue Bearbeitungszeit des Einstiches liegt jetzt bei nur noch sieben Minuten pro Bauteil. Die Standzeit der Wendeschneidplatten erhöhte sich auf 90 Bauteile pro Bestückung. «Wir sind sehr zufrieden mit dem Ergebnis. Durch den Einsatz des Hochvorschubfräsers konnten wir die Taktzeit deutlich reduzieren. Des Weiteren verringerte sich die Belastung der Maschine, da sich neben der Bearbeitungszeit auch der Schnittdruck und die Vibrationen stark reduzierten. Darüber hinaus steckt noch mehr Verbesserungspotenzial in der Bearbeitung», sagt Jörg Bamann.

Anbaugerät für Bagger

Das gefertigte Bauteil ist eines der Herzstücke eines hydraulischen Rotators. «Hauptsächlich findet der Rotator an Bagger-Anbaugeräten den Einsatz», erklärt Jörg Bamann. Die Möglichkeit zum Drehen von Anbaugeräten ist für viele Anwendungen auf dem Bau und in der Forstwirtschaft unerlässlich. Das bietet beispielsweise dem Maschinenführer eines Abbruchbaggers die Möglichkeit, seine Abbruchzange oder die Betonschere zu drehen und genau anzusetzen. - kmu - SMM

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