Diamant-Glattwalzwerkzeug Hohes Optimierungspotenzial beim Glätten in der Serienproduktion

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Mit einem simplen, aber innovativen Diamant-Glattwalzwerkzeug von Kempf konnte die Buro GmbH in Winden (D) einen bisher aufwendig gestalteten Bearbeitungsschritt in der Serienfertigung optimieren.

Wenn es um das ‹Glätten› von Oberflächen geht, gibt es verschiedene Herangehensweisen zur Umsetzung dieses an sich einfachen Arbeitsschritts. In der Serienproduktion trennt sich dann aber die Spreu vom Weizen: «Hier müssen die einzelnen Prozesse einerseits möglichst schnell, also maschinell ausgeführt, und andererseits über viele Bearbeitungszyklen hinweg in gleichbleibender Qualität gefertigt werden, ohne das Werkzeug ständig auswechseln oder korrigieren zu müssen», erläutert Thomas Welte vom Technischen Aussendienst von Kempf in Reichenbach Fils (D). «Gerade im Falle hoher Vorgaben für die Beschaffenheit des Bauteils sind die richtige Werkzeugauswahl und die Vorgehensweise oft problematisch – und viele Fertiger sehen sich vor grosse Herausforderungen gestellt.»

Beim Hersteller und Entwickler von mechatronischen Komponenten und Systemen Buro sind dank des vielfältigen Maschinenparks sämtliche Bearbeitungsverfahren umsetzbar, sodass man mit den unterschiedlichen Abteilungen für die Bereiche Fräsen, Verzahnen, Drehen und Schleifen einen Grossteil der Zerspanungsprozesse selbst abdecken und ein breites Spektrum an Fertigungsmöglichkeiten anbieten kann. Diesen Vorteil – gepaart mit der hohen Fertigungsqualität und Liefertreue – wissen die Kunden zu schätzen und lassen deshalb Bauteile schon seit Jahrzehnten in Winden im Auftrag produzieren.

Kleines Bauteil, grosse Auswirkung

So wird bei Buro ein kompaktes Exzenterbauteil hergestellt, das in Pumpen bzw. Beatmungsgeräten zum Einsatz kommt. Das Bauteil mit Längenvarianten von 20 bis 50 mm und Durchmessern von 16 bis 38 mm wurde noch bis vor kurzem aus bleihaltigem Automatendrehstahl hergestellt. Dabei war bereits der Drehprozess voll automatisiert. Doch um die geforderte Oberflächengüte zu erzielen, waren aufwendige Schleifarbeiten nötig, die wiederum aus mehreren separaten Arbeitsgängen bestanden. So mussten die Bauteile aus der Drehmaschine entnommen, kontrolliert und schliesslich in einem nachgelagerten Schleifprozess fertig bearbeitet werden. Es folgten ein Waschvorgang und eine weitere (Mass-)Kontrolle, sodass die vollständige Bearbeitung der Exzenterteile mit hohen Kosten, einer höheren Fehlerquote und einem erheblichen Zeiteinsatz verbunden war.

Optimierte Komplettbearbeitung

Mit der Änderung des Werkstoffmaterials auf C45 Stahl strebte Buro die Optimierung der Komplettbearbeitung an. So wurden zunächst Tests mit unterschiedlichen Wendeschneidplatten und verschiedenen Radien zur Einhaltung der geforderten Oberflächengüte von weniger als 0,4 µm Ra gefahren. Für eine geringe Anzahl an Bauteilen schien dies auch zu funktionieren, doch für die Serienproduktion reichte die Werkzeugstandzeit nicht aus – der Verschleiss der Wendeschneidplatten war zu gross.

Ein kleines, innovatives Diamant-Glattwalzwerkzeug ist die Lösung

Die Lösung für diese Problemstellung fand Buro bei Kempf: Das Diamant-Glattwalzwerkzeug UDBTM-R-16, das von der Diamantspitze bis zum Schaftende gerade einmal 97 mm misst, überzeugte bereits bei ersten Tests. Durch die Möglichkeit, die Diamantspitze um bis zu 180° von links auf rechts drehen zu können, ist das Werkzeug sehr flexibel einsetzbar: Damit lässt sich nicht nur der gewünschte Anstellwinkel zur Bauteilkontur einstellen, sondern es ist auch möglich, das Diamant-Glattwalzwerkzeug unter beengten Platzverhältnissen an Drehautomaten einzusetzen. Dadurch konnte das Werkzeug in den Drehprozess implementiert und der bislang erforderliche Schleifprozess eliminiert werden. Im Vergleich zu den zuvor eingesetzten Drehwerkzeugen ist ein Verschleiss an der Diamantspitze selbst nach vielen Tausend Teilen faktisch nicht zu erkennen, sodass sich auch die Standzeit des Werkzeugs und gleichzeitig die Qualität des Werkstücks um ein Vielfaches steigerten.

Buro ist dadurch in der Lage, knapp 200 000 Exzenter-Teile pro Jahr prozesssicher und vollautomatisiert zu fertigen und gleichzeitig die Gleichmässigkeit der Oberflächen zu garantieren. «Aufgrund der diversen Vorteile, die sich aus dem Einsatz des UDBTM-R-16 ergeben, wenn es um Standmenge und Oberflächenqualität geht, sind mittlerweile in Winden mehrere dieser Diamant-Glattwalzwerkzeuge in verschieden Drehmaschinen im Einsatz», unterstreicht Thomas Welte. «Schliesslich sind diese Kempf-Werkzeuge durch ihre Bauart und die Möglichkeit, den Winkel im eingespannten Zustand zu ändern, sehr variabel und flexibel einsetzbar.»

(neu)

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