Rundtaktmaschinenhersteller Imoberdorf setzt auf WAWO-Sonderwerkzeuge Sonderwerkzeuge perfektionieren Rundtaktprozess

Autor / Redakteur: Matthias Böhm, Chefredaktor SMM / Matthias Böhm

Bei den Fertigungsprozessen der Imoberdorf-Rundtaktmaschinen kommt es auf Zehntelsekunden an. Jede einzelne Taktstation muss zerspanungstechnisch optimiert werden. Sonderwerkzeuglösungen helfen, die Rundtakt-Prozesse technologisch und wirtschaftlich zu perfektionieren.

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Blick auf die Makrogeometrien typischer Sonderwerkzeuge der WAWO Werkzeuge GmbH, frei nach dem Motto: Geht nicht, gibts nicht.
Blick auf die Makrogeometrien typischer Sonderwerkzeuge der WAWO Werkzeuge GmbH, frei nach dem Motto: Geht nicht, gibts nicht.
(Bild: Matthias Böhm)

Als der SMM gemeinsam mit WAWO Werkzeuge GmbH – ein Sonderwerkzeughersteller im High-End-Bereich – die Imoberdorf AG besuchte, sollte aufgezeigt werden, welche Rolle Sonderwerkzeuglösungen im Bereich von Rundtaktmaschinen spielen. Dabei zeigte sich, dass es eine enorme Herausforderung ist, die richtigen Werkzeuge für spezifische Rundtakt-Prozesse zu entwickeln.

Fertigungsprozesse werden perfekt ausgelegt

Hier sind mehrere Aspekte ausschlaggebend. Rundtaktmaschinen werden oft für die Automotive-Industrie eingesetzt. Hier weiss man beispielsweise, in welcher Losgrösse ein Bremssystem in den kommenden vier Jahren gefertigt werden muss. Auf ein solches Bremssystem werden die Rundtaktmaschinen und die Fertigungsprozesse von den Ingenieuren und Technikern der Imoberdorf perfekt ausgelegt. Die Imoberdorf-Rundtaktmaschinen können beispielsweise mit 4, 8, 12 oder mehr sogenannten Fertigungstakten konzipiert werden.

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Pro Takt stehen mehrere CNC-Bearbeitungseinheiten, die bis zu 5-achsig simultan bearbeiten können, zur Verfügung. Jetzt kommt es darauf an, die Takte perfekt aufeinander abzustimmen, so dass an allen Bearbeitungseinheiten die absolut gleiche Bearbeitungszeit genutzt wird. Das hört sich einfach an, ist aber alles andere als trivial. Zur Erinnerung: Die Automotive-Kunden erwarten Taktangaben im Zehntelsekundenbereich.

Eine Zehntelsekunde ist entscheidend

Sind die Fertigungstakte nur eine Zehntelsekunde zu lang ausgelegt, werden die Maschine und der gesamte Prozess vom Kunden nicht abgenommen. Die Imoberdorf-Techniker sind sozusagen die Usain Bolts der Rundtaktprozesse. Um diese Höchstleistungen tagtäglich zu erreichen, haben Know-how, die eingesetzten Werkzeuge und im Besonderen Sonderwerkzeuge einen entscheidenden Einfluss.

Michel Amoos (Verkaufsingenieur, Imoberdorf AG): «Die Fertigungsprozesse von Rundtaktmaschinen unterliegen anderen Anforderungen als die Fertigungsprozesse normaler Bearbeitungszentren. Am ehesten können Sie unsere Rundtaktmaschinen mit Mehrspindel-Drehautomaten vergleichen, die allerdings die Drehoperationen im Fokus haben, wobei wir die Fräsoperationen im Fokus haben.»

Das Herausfordernde an Rundtaktprozessen ist die Geschwindigkeit

Michael Hänggi (Anwendungstechniker, Imoberdorf AG) ergänzt: «Qualität, Präzision, Oberflächengüten sind konstruktiv vorgegeben. Wenn Sie sich dieses Teil beispielsweise anschauen, dann würde man auf den ersten Blick sagen, das ist unkompliziert. Aber jetzt kommts: Ein solches Werkstück muss alle 12 Sekunden in höchster Verfügbarkeit mit Ausschussquote null aus der Maschinen kommen. Es geht um Geschwindigkeit, Geschwindigkeit und nochmals um Geschwindigkeit. Bei 12,1 Sekunden hätten wir verloren. Bei solchen Hochleistungsprozessen kann plötzlich eine einfache H7-Passung eine echte Herausforderung werden.»

Prozess analysiert – nach 24 h Scheibenfräser geliefert

Bruno Künzler (Technischer Kundenberater, WAWO Werkzeuge GmbH) macht das am Beispiel des Schaltelements für ein Fahrzeuggetriebe anschaulich: «Schauen Sie sich diese unscheinbare Einfräsung an. Das sieht auf den ersten Blick völlig unspektakulär aus. Aber: Aufgrund der langen Auskragung ergaben sich mit dem bisher verwendeten Standardwerkzeug Schwingungen im Bearbeitungsprozess, infolgedessen die Bearbeitung nicht den technologischen Anforderungen entsprach. Imoberdorf ist mit diesem konkreten Fall an uns herangetreten und hat uns angefragt, ob wir mit ihnen gemeinsam eine Lösung erarbeiten können. Das ging dann alles relativ schnell. Wir haben den Prozess analysiert und am nachfolgenden Tag bereits einen Scheibenfräser entwickelt – noch unbeschichtet – und direkt vor Ort Versuche gefahren. Die ersten Fräs-Versuche waren absolut vielversprechend. Die Schwingungen blieben aus und wir konnten ein sauberes Fräsbild erzeugen.»

Schnittdruck reduziert: von vier auf zwölf Schneiden erhöht

Michael Hänggi: «Der bisher genutzte Standard-Scheibenfräser verfügte über vier Schneiden. Wie oben bereits beschrieben, waren die Ergebnisse nicht zufriedenstellend. WAWO hat entsprechend auf die Fertigungsbedingungen ein VHM-Werkzeug entwickelt und die Zähnezahl auf 12 erhöht. Das brachte uns bereits dreimal mehr Vorschub. Zudem konnte der Schnittdruck reduziert werden, dank einer Spiralverzahnung mit weicherem Schnitt. Der Prototyp wurde noch unbeschichtet eingesetzt. Mit Beschichtung erhöhen sich zudem die Standzeiten.»

Martin Schreier (Zerspanungsspezialist, Imoberdorf): «Den Unterschied zum Standardfräser im Fräsversuch zu sehen, war beeindruckend. Vielleicht muss man noch ein wenig mehr ausholen. Wenn Sie sich dieses Werkstück betrachten, dann sind sowohl die Spannmöglichkeiten als auch die Spannkräfte begrenzt. Zu hohe Spannkräfte würden zu Verformungen des Bauteils führen. Dementsprechend müssen wir die Zerspankräfte auf das Werkstück (Wandstärken, Auskragungen usw.) und die Spannsituation anpassen. Gleichwohl benötigen wir wie oben beschrieben immer ein hohes Zeitspanvolumen und wir müssen jeden Sekundenbruchteil aus den Zerspanungsprozessen herausholen. Das ist eine Quadratur des Kreises, die wir aber im letzten Jahr gemeinsam mit WAWO immer öfter und besser gelöst haben.»

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