Ausdrehen und Reiben in Schweizer Perfektion

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Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Zusammenarbeit im Reiben intensiviert

Bevor auf die aktuellen Werkzeuge eingegangen wird, ein Blick in die Vergangenheit der Bohrungsbearbeitung bei Ferrum: Toni Limacher (Leiter Unterhalt, Projekte, Ferrum AG): «Wir setzen seit Jahrzehnten auf die Ausdrehsysteme von Urma. Da spielt sicherlich auch die Nähe zu Urma eine Rolle. Wir kaufen preisbewusst ein, aber neben dem Preis müssen auch die Technologie und der Service stimmen. Seit Urma 2007 mit dem RX-Reibsystem auf den Markt gekommen ist, haben wir die Zusammenarbeit mit deren Spezialisten zudem im Reiben intensiviert. Aus meiner Sicht ein strategisch und technologisch ausgezeichneter Schritt.»

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Reiben ist extrem prozesssicher

Für Urs W. Berner (Inhaber, CEO Urma AG) ist Bohrungsfeinbearbeitung Alltag, denn sein Unternehmen entwickelt Werkzeugsysteme für die hochpräzise, effiziente und flexible Bohrungsherstellung. «Das Feinbearbeiten der Bohrungen ist sozusagen einer der letzten Fertigungsprozesse, wenn hier etwas ‹aus dem Ruder läuft›, dann zieht das sofort hohe Kosten nach sich.»

Daniel Frey (Leiter Technik, Ferrum AG) ergänzt in diesem Zusammenhang: «Grundsätzlich kann man das Feinbearbeiten der Bohrungen auch per Ausspindeln machen, aber dafür muss man Fingerspitzengefühl haben. Das geht bei 20 Bauteilen gut; beim 21. hat man 10 Mikrometer zu viel zugestellt und die Ware ist Ausschuss. Da dürfen wir unseren Mitarbeitern noch nicht einmal Vorwürfe machen, denn bei solch langen und tiefen Bohrungen, wie sie bei uns Alltag sind, kann das Ausspindelwerkzeug schon einmal einige Mikrometer verlaufen. Nur: Das darf nicht passieren.»

T. Limacher: «Es gibt grundsätzlich unterschiedlichste Möglichkeiten, Passbohrungen zu fertigen. Wenn man sich unsere sehr kleinen Losgrössen von 1 bis 4 Werkstücken anschaut, dann wird man vielleicht gar nicht auf die Idee kommen, zu reiben. Viele setzen auf das Ausdrehen. Das machen wir auch, aber erst ab 104 Millimeter Durchmesser aufwärts, aus unterschiedlichen Gründen. Aber wenn wir reiben können, das geht aktuell bei Ferrum bis 104 mm Durchmesser, dann reiben wir. Mittlerweile haben wir die Reibprozesse derart perfektioniert, dass wir konsequent auf Reiben setzen, auch bei kleineren Serien, und zwar aus folgendem Grund: Es ist extrem schnell und es bringt eine enorme Prozesssicherheit. Keine Bohrung ist ausserhalb der vorgesehenen Toleranzfelder.»

Vorbearbeitung per Feinbohren

Daniel Frey: «Wir setzen seit Jahren den Fokus auf Prozesssicherheit, so auch bei dem neuen Starrag-Heckert-BAZ. Die Bohrungen werden mit einem Zweischneider und einem Feinbohrkopf vorbearbeitet. Diese Vorbearbeitung per Feinbohrkopf machen wir wegen der anspruchsvollen und genauen Lagetoleranzen der Bohrungen.»

U. W. Berner: «Das ist in der Tat ein besonderer Prozess. Meist wird einfach vorgebohrt und anschliessend gerieben. Aber dass wir hier vor dem Reiben ausspindeln, ist speziell und bringt extrem gute Resultate.»

Bohrung: 100 mm Durchmesser, 410 mm lang in H7

Bevor das Starrag-Heckert-BAZ Einzug hielt, wurden die Feinbohrungen (100 mm Durchmesser, 410 mm lang in H7) auf einem Horizontal-Bohrwerk (Colgar FRAL 200) getätigt. Hier zeigte sich bereits das beachtliche Potential der RX-Reibahlen, obwohl noch mit Steilkegel ohne Plananlage gerieben wurde, das heisst mit weniger exaktem Rundlauf.

Vom Reiben zum Formel-1-Reiben

T. Limacher: «Bisher setzten wir auf Reiben per Schneidringen eines anderen Herstellers. Das war ein akzeptables Verfahren, aber die Vorschübe und auch die Prozesssicherheit liessen zu wünschen übrig. Man musste die Schneidring-Reibahlen regelmässig nachstellen. Mit Vc 9 m/min, Fz 0,14 mm und einer Bearbeitungszeit von 772 Sekunden der 420 mm langen Bohrung war das Schneidring-Reiben auch kein besonders schnelles Verfahren.»

Von Vc = 9 m/min auf Vc = 100 m/min

Das RX-Werkzeug ist mit einer 12-schneidigen HM-Reibahle bestückt, welche gerade mal 4,3 mm breit ist. Trotz der schmalen Schneide kommt das Werkzeug ohne Führungsleisten aus, ist praktisch selbstzentrierend.

«Die RX-Reibahlen sind die Formel 1 unter den Reibahlen», sagt T. Limacher gegenüber dem SMM: «Bereits in den ersten Versuchen gingen wir auf Vc = 100 m/min. Das ist mehr als das 10-Fache als zuvor. Wir waren mit der RX -Reibahle bei der 410 mm langen, 100-mm-Bohrung zwölf Minuten schneller als mit dem Schneidring-System (Ap = 0,15 mm, Vc = 9 m/min, Fz = 0,20 mm). Selbst die geforderte Oberflächengüte von Ra 1,6 kann das RX-Reibsystem mit erreichten Ra 0,40 massiv unterbieten. Ein Nachstellen des RX-Reibsystems ist nicht möglich, aber auch nicht erforderlich. Diese Werte waren sensationell.»

Das sind bereits beeindruckende Ergebnisse, aber es kommt noch besser, wie D. Frey ergänzt: «Insgesamt 24 Bohrungen haben wir gerieben mit einer Gesamt-Bearbeitungslänge von fast 10 Metern. Bei Begutachtung der Reibahle waren keine Verschleissspuren erkennbar.»

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