Mehrere Bearbeitungsschritte in einem Werkzeug zusammenzufassen schafft vor allem für die Serienfertigung zahlreiche Vorteile. Die Werkzeugspezialisten von MAS in Leonberg haben dafür praxisgerechte Sonderwerkzeuge entwickelt. 

Genauer und wirtschaftlicher mit Sonderlösungen 

Kombinationswerkzeuge

Mehr auf einen Streich 

Eine Möglichkeit, die CO2-Emissionen von Pkw auf die sinkenden EU-Grenzwerte zu beschränken, ist das Downsizing der Verbrennungsmotoren, gepaart mit einer Abgasturboaufladung. Dies hat jedoch eine Erhöhung der thermomechanischen Belastung der eingesetzten Konstruktionswerkstoffe zur Folge. Werkstoffe wie hitzebeständige Stahlgusslegierungen halten diesen Anforderungen stand. Doch diese schwer zerspanbaren Werkstoffe führen zu frühzeitigem Werkzeugversagen und deutlich erhöhten Produktionskosten. Eine Expertenbefragung zeigt die Fertigungstrends bei der Laderfertigung auf. 

Trendbericht, Abgasturbolader, Schwerzerspanung, Sonderwerkzeuge 

Kühlschmiermittel

Minimalmengenschmierung

Mehrspindel- Bearbeitungszentren

5-Achs-Bearbeitungszentren

Bohrwerkzeuge

Drehwerkzeuge

Reibwerkzeuge

Werkzeugspanntechnik

Trockenbearbeitung / MMS

Geometrische Messtechnik

Form- / Oberflächenmesstechnik

Kleiner Lader, große Hürde 

Wie ein Duo aus Kombiwerkzeug und Glockengewindefräser die Standzeiten erhöht und die Kosten mindert. 

Gewindefräswerkzeug, Rundtaktbearbeitung, Späneabfuhr 

Fräswerkzeuge

Tandem mit Durchhaltevermögen 

Eine neuartige Verfahrenskombination ermöglicht das Bohren mit scharfkantigem Bohrungsausgang ohne Grat − interessant für faserverstärkte Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. 

Bohrwerkzeuge, CFK/GFK, gratfreies Bearbeiten 

Klare Kante zeigen − Loch für Loch 

Am Beispiel ›Kugelkäfig für Pkw-Gleichlaufgelenke‹ zeigt sich deutlich, wie ein kluger Verfahrensmix Flexibilität und Produktivität steigern kann. In diesem Fall bildeten das hybride Drehwalzen und das HPC-Fräsen mit Schrupp-Schlicht-Kombiwerkzeugen einen Prozess.  

Fahrzeugkomponenten, Drehwalzen, HPC-Fräsen 

Kombiniert zum Leistungsplus  

Bei der Starrag AG beweist eine Werkzeuglösung von Heule, dass Plansenkungen an rückwärtigen Bohrungskanten bedienerlos herstellbar sind, und zwar schnell und prozesssicher. 

Bohrungsbearbeitung, Werkzeugmaschinenbau, Senkwerkzeuge 

Werkzeuge für Gusswerkstoffe

Ziel erreicht: selbsttätiges Rückwärtsplansenken   

Höhere Kompressionen und Prozesstemperaturen bei Verbrennungsmotoren machen Ventilsitze aus pulvermetallurgisch hergestellten Stahllegierungen erforderlich. Der Einsatz  geeigneter PcBN-Schneidstoffe ermöglicht deren prozesssichere Präzisionsbearbeitung. 

Ventilsitzbearbeitung, Stufenwerkzeug, Prozesssicherheit 

Stähle, hochfeste

CBN-Werkzeuge

Hartbearbeitung

Pulvermetallurgische  Stahllegierungen für Ventilsitze 

Auf Drehzentren werden oft auch periphere Arbeitsgänge wie das Senken praktiziert. Um das Rückwärtssenken den Belangen von Industrie 4.0 anzupassen, wurde nun ein intelligentes Werkzeug entwickelt, das schlauch- und kabellos stabile Großserienprozesse sicherstellt. 

Senken, Schneidenüberwachung, Industrie 4.0 

Drehzentren

Rückwärts anderen voraus 

Das etablierte modulare Wechselkopfsystem Minimaster Plus wurde um eine Reihe vielseitiger Schneidköpfe für die Bearbeitung verschiedenster Werkstoffe erweitert. Ausgestattet mit interner Kühlmittelzufuhr, ermöglicht die neue Werkzeuggeneration der C90-Schneidköpfe dem Hersteller zufolge Höchstleistung, Präzision und Prozesssicherheit. 

Modulare Rotationswerkzeuge 

Modulare Werkzeugsysteme

Wechselkopfsystem kann jetzt noch mehr 

Für Unternehmen ist es im derzeit zunehmend dynamischen und globalen Marktumfeld von entscheidender Bedeutung, in einer nie dagewesenen Flexibilität und Geschwindigkeit auf neue Anfragen zu reagieren. Diese geltenden hohen Standards führen dazu, dass die Produktionsbereiche der Hersteller konstant unter Druck stehen und in der Lage sein müssen, auch kleine Chargen zu produzieren, ohne dabei die Effizienz der Fertigung aus den Augen zu verlieren.

Kombinationswerkzeuge nach Kundenwunsch sind das Metier von C.R.M. Mazzoccato

16:9

20:7

Präzisionswerkzeuge

Werkzeuge für Schwerzerspanung

Mit einem Kombi-Tool zu höherer Flexibilität und Effizienz in der Produktion

Wechselkopfbohrer und Multifunktionstools von Iscar bewähren sich in der Kesselbearbeitung bei Bosch Lollar Guss.

Setzen beim Spanen auf Teamarbeit (von links): Holger Lämmer, Leiter Mechanische Bearbeitung bei Bosch, Matthias Erlebach, Technische Beratung und Vertrieb bei Iscar, Gerd Schlegel, Werkzeugverwaltung und -entwicklung bei Bosch, und Michael Hesselschwerdt, Produktspezialist Modulare Frässysteme, Reiben und Gewindefräsen bei Iscar

Sauber gespant am Heizkessel

Damit HK-CON in Fulda auch zukünftig mit individuell gefertigten Transfer-Drehfräsmaschinen massiv die Bearbeitungszeiten verkürzen kann, setzen die Hessen unter anderem auf Plandrehköpfe von Ceratizit. Sie passen in puncto Vielseitigkeit ideal ins HK-CON-Konzept.

Die hoch stabilen, einsatzflexiblen KOMdrive-Plandrehköpfe von Ceratizit unterstützen die Strategie von HK-CON in Fulda, die Bearbeitungszeiten maximal zu verkürzen.

Mechatronische Werkzeuge

Taktzeitrekorde brechen

Der Schweizer Spezialist für Bohrungsbearbeitung Heule Precision Tools hat das Qualitätssiegel für Premium-Komponenten des Werkzeugmaschinenbauers DMG Mori erhalten.

Partnerschaft besiegelt (von links): Christoph Grosch (Head of DMQP bei DMG Mori), Ulf Heule (CEO Heule) und Christos Mistridis (CSO Heule) mit dem Qualitätssiegel für Premium-Komponenten

Schab- und Entgratwerkzeuge

Heule erhält Qualitätssiegel von DMG Mori

Mit dem Vollhartmetallfräser MonsterMill FRP CR von Ceratizit lassen sich kohlefaserverstärkte Kunststoffe längenunabhängig bearbeiten.

Merkmal der zum Patent angemeldeten Geometrie des Fräsers MonsterMill FRP CR ist eine Faserkompression über die gesamte Schneidlänge.

Schneidstoffe für Präzisionswerkzeuge

Spezielle Kompressionsgeometrie

Sandvik Coromant hat nun Siemens Digital Industries Software als Partner an seiner Seite, um seine PrimeTurning-Technologie in die NX-Software zu integrieren.

Die vielfältigen Bewegungsmöglichkeiten des innovativen PrimeTurning-Verfahrens von Sandvik Coromant sind zukünftig gemeinsam mit der NX-Software von Siemens nutzbar.

Sandvik Coromant schließt Partnerschaft mit Siemens

Weltweit setzt die Automotive-Branche auf lackschonende Schraubsysteme von Ekatec. Geht es um den Schutz vor hohen Kosten, steht den Montageprofis ihr Toolpartner Horn zur Seite.

Weltweit setzt die Automotive-Branche auf lackschonende Schraubsysteme von Ekatec. Geht es um den Schutz vor hohen Kosten, steht den Montageprofis ihr Toolpartner Horn zur Seite. So halbierte ein Sonderwerkzeug von Horn die Zeit zur Herstellung von Kunststoffhülsen.

Sicherheit ist ein Schlüsselbegriff im Automobilbau. So gilt etwa ein größtmöglicher Insassenschutz bei einem fertigen Fahrzeug als selbstverständlich, doch die Strategie des ‘Auf-Nummer-Sicher-Gehens‘ durchdringt auch sämtliche Prozesse zu dessen Herstellung. Ausschlaggebend hierfür ist der enorme zusätzliche Aufwand, den Havarien oder auch nur Qualitätsmängel unter den Bedingungen großer Stückzahlen und eines hohen Invests nach sich ziehen.

Diesem Sicherheitserfordernis entsprechen zu können ist ein Grund für den Markterfolg der Ekatec GmbH im baden-württembergischen Rottenburg. Das 2003 vom heutigen Geschäftsführer Edgar Krall gegründete Unternehmen mit seinen 70 Mitarbeitern hat sich als äußerst flexibler Spezialist für die Fertigung von Fügewerkzeugen für die Großserienmontage im Automotive-Zuliefermarkt etabliert und zählt praktisch alle namhaften Automobilhersteller zu seinen Kunden. „Wir rüsten komplette Montagebänder aus“, erklärt Patrick Ruf, der Produktionsleiter. „Das heißt, sämtliche Schraub- oder andere Fügeschritte werden von uns erstellt, geprüft und mit den exakt passenden Werkzeugen bestückt. Hinzu kommt  ein permanenter Optimierungsprozess im laufenden Betrieb. Bei bis zu 1000 Schraubstellen je Fahrzeug ist das eine enorme Herausforderung.“ Gefertigt werden zum einen Schraubnüsse, aber auch andere Produkte, zum Beispiel sogenannte Zungenvorsatzgetriebe oder Handlinggeräte, allesamt benötigt für Großserien-Montageprozesse.

Kunststoffhülsen als Abdeckung erfordern viel Zerspan-Know-how

Top-Produkt in Rottenburg ist ein Montagesystem, das im Markt unter der Bezeichnung ‘Covertec‘ bekannt ist. Seine Besonderheit: Das jeweilige Grundwerkzeug − meist eine Schraubnuss − wird von einer Kunststoffhülse umschlossen. Diese Umhüllung schützt den Lack oder andere empfindliche Oberflächen der Fahrzeug-Bauteile vor mechanischer Beschädigung während des Montageprozesses. Doch es gibt noch eine zweite sinnvolle Funktion der Plastikumhüllung. „Weil die Covertec-Hülse mechanisch vom Grundwerkzeug entkoppelt ist, bleibt sie im Fall einer Kollision mit einem Bauteil oder einem Handschuh stehen“, erläutert Patrick Ruf. „Das schützt nicht nur vor Schäden am Fahrzeugteil, sondern auch den Werker vor einem Arbeitsunfall.“

Von den Schutzhülsen, bestehend aus einem besonders widerstandsfähigen Spezialkunststoff, werden bei Ekatec jährlich an die 20 000 Stück in bis zu 500 Größen-Varianten gefertigt. „Der Kunststoff wird als Halbzeug angeliefert und dann von uns spanend bearbeitet“, sagt Patrick Ruf. Als Ruf vor gut drei Jahren sein Aufgabengebiet als Produktionsleiter übernahm, wurde ihm das erhebliche Einsparpotenzial an Zeit und somit Kosten in diesem Fertigungsabschnitt sofort bewusst. Ruf: „Bei der Vielzahl an verschiedenen Covertec-Werkzeugen und der stetig steigenden Anzahl von Varianten fielen die Umrüstzeiten als Kostenfaktor immer stärker ins Gewicht. Das war für uns nicht mehr hinnehmbar.“ Hinzu sei der Wunsch gekommen, auch größere Stückzahlen im eigenen Haus zu fertigen, anstatt sie fremdzuvergeben. Erste Versuche, Arbeitsstufen zusammenzufassen, verliefen unbefriedigend. „Die Kunststoffzerspanung hat eben ihre eigenen Gesetze“, gibt Alexander Kelm zu bedenken, Technologe bei Ekatec. „So kann es beim Innenausdrehen von Konturen aus dem Vollen leicht zu Werkstoffverschmelzungen kommen.“

In der Konsequenz wandten sich Patrick Ruf, Alexander Kelm und das Plastbearbeitungs-Team von Ekatec an ihre Werkzeugpartner von der Paul Horn GmbH. Und die Fachleute des Tübinger Hartmetall-Spezialisten erkannten auf den ersten Blick das Machbare. „Der Ist-Zustand des Fertigungsprozesses zur Herstellung der Hülsen, bestehend aus Bohren, Innenausdrehen, Außendrehen, Querbohren und Abstechen auf einem Bearbeitungszentrum, erforderte fünf verschiedene Präzisionswerkzeuge“, berichtet Andreas Jenter, Produktmanager Vollhartmetall-Fräswerkzeuge bei Horn. „ Das bedeutete natürlich eine erhebliche Anzahl an Werkzeugwechseln. Auch wenn diese Wechsel auf einem Bearbeitungszentrum relativ schnell vonstatten gehen, summierten sie sich doch bei der hier vorliegenden großen Stückzahl.  Ein Sonderwerkzeug von Horn würde hier Abhilfe schaffen können; das ließ sich von vornherein abschätzen.“

Gleichzeitig Bohren und Ausdrehen war eine Herausforderung

Für Horn sind die Präzisionswerkzeuge zur Kunststoffbearbeitung mit zwei bis drei Prozent Umsatzanteil noch ein kleines Segment im Produktportfolio, aber ein schnell wachsendes und erfolgversprechendes. Die Expertise auf diesem Gebiet ist jedenfalls der auf dem Metallsektor ebenbürtig. Dennoch bekennt Marcel Kanter vom Technischen Büro bei Horn, dass diese Aufgabe auch für sein Team eine neue Herausforderung war. „Gleichzeitig Bohren und Ausdrehen in Kunststoff mit einem einzigen Werkzeug, und das in einem sehr breiten Größenspektrum – das war auch für uns eine anspruchsvolle Aufgabe“, so der Konstruktionsfachmann.

Nötige Funktionen und Machbarkeit wurden aufeinander abgestimmt

„Wir waren beschränkt in puncto Kühlschmierung, denn das Fluid sollte von innen zugeführt werden, und die gedrallten Kühlkanäle setzten uns natürlich geometrisch Grenzen“, konkretisiert Andreas Jenter. „Des Weiteren bestand hier der Wunsch, eine bislang nötige zeit- und energie-intensive Drehrichtungsumkehr zu beseitigen und die bisherige Rückwärtsbewegung auch  mit dem Sonderwerkzeug zu bewerkstelligen; das war ebenfalls konstruktiv zu berücksichtigen. Und schließlich sollte dieses Werkzeug unter vernünftigen wirtschaftlichen Randbedingungen  bei uns hergestellt werden können.“

 Die Herausforderung wurde angenommen, und schon bald konnte Horn Ekatec erste Skizzen für ein neues Sonderwerkzeug übermitteln, das möglichst viele der nötigen Fertigungsstufen würde realisieren können − bei allen nötigen Größenvarianten. Es folgte ein wechselseitiger Optimierungsprozess unter Beteiligung aller Partner, der schließlich in die Erstellung einer Endversion mittels CAD-System mündete.

Und diese Version erwies sich als ein 108 mm langes, rechts stirn- und zentrumschneidendes, zweischneidiges 12,2-mm-Bohr-Ausdreh-Vollhartmetall-Sonderwerkzeug, Drallrichtung rechts, mit innerer Kühlmittelzufuhr, dessen Schneidengeometrie man von den bewährten aufschraubbaren Wendeschneidplatten der Ausführung ‘Supermini‘ von Horn übertragen hatte. „Unser Schleifmodus war grundsätzlich den speziellen Anforderungen an ein Tool zur Kunststoffbearbeitung anzupassen“, erläutert Marcel Kanter von Horn. „Weil es keine Schneidennachbehandlung gibt, musste die nötige hohe Kantenpräzision schon im Grundprozess erschliffen werden. Zudem wurde eine bestmögliche Abfuhr der Kunststoffspäne vorausgesetzt.“

Die Stückzeit verkürzte sich  von 100 auf 50 s

In Gestalt dieses Werkzeugs sahen Patrick Ruf und sein Team von Ekatec all ihre Vorstellungen von einer effizienten Herstellung der Kunststoffhülsen real geworden. „Wir konnten die Stückzeit von hundert auf fünfzig Sekunden halbieren“, nennt der Produktionsleiter als wichtigsten Effekt. „Insgesamt benötigen wir für ein Teil nur noch drei Werkzeuge statt fünf mit all den damit verbundenen Vorteilen. Der wichtigste ist eine Verkürzung der Rüstzeit von durchschnittlich dreimal zwanzig auf einmal zwanzig Minuten am Tag; hinzu kommen eine reduzierte Anzahl von Handhabungsvorgängen, eine vereinfachte Lagerhaltung und Beschaffung sowie ein reduzierter Maschinenverschleiß nebst einer Schonung von Ressourcen.“ Grundsätzlich decke nun ein Kombi-Werkzeug mehrere Hülsengrößen ab. Nur für das Querbohren und das Abstechen seien noch andere Standardtools nötig. Was die Standmenge betrifft, so erwartet man vom Horn-Sonderwerkzeug gut und gern Werte zwischen 300 000 und 500 000. „Damit sind die Werkzeugkosten quasi vernachlässigbar“, so Patrick Ruf.

Montageschäden zu vermeiden steht ganz oben auf der Liste der Zielgrößen einer Fahrzeugproduktion. Bei Herstellern wie Ekatec, die dem Automobilbau dabei helfen, sie zu erreichen, sind optimale Zerspanprozesse eine solche Zielgröße. „Schnelles Reagieren ist unsere Stärke in einem zunehmend schwieriger werdenden Zuliefermarkt“, so Patrick Ruf. „Unser Partner Horn trägt in erheblichem Maße dazu bei, dass wir diese Stärke nicht nur erhalten, sondern ausbauen können.“

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH  

https://www.phorn.de

Ausgabenartikel

 Auf bestimmte Abschnitte des zweischneidigen Sonder-Kombi-Werkzeugs mit innerer Kühlmittelzufuhr wurde die Schneidengeometrie der bewährten Supermini-Wendeschneidplatten von Horn übertragen

 Fanden gemeinsam die Werkzeuglösung (von links): Marcel Kanter, Konstrukteur bei Horn, Alexander Kelm, Technologe bei Ekatec, Andreas Jenter, Produktmanager VHM-Werkzeuge bei Horn, und Patrick Ruf, Produktionsleiter bei Ekatec

 Dieses 12,2-mm-Bohr-Ausdreh-Vollhartmetall-Sonderwerkzeug von Horn hob die Effizienz der Kunststoffhülsen-Fertigung beim Montageprofi Ekatec auf ein neues Niveau

 Beim Automotive-Zulieferer Ekatec in Rottenburg hat man sich auf Montage- und speziell Schraubsysteme spezialisiert, darunter sogenannte Nüsse, Zungenvorsatzgetriebe und Handlinggeräte

  Patrick Ruf, Ekatec-Produktionsleiter: „Bei der Vielzahl an verschiedenen Covertec-Werkzeugen und der stetig steigenden Anzahl von Varianten fielen die Umrüstzeiten als Kostenfaktor immer stärker ins Gewicht“

 Gegenstand der Bemühungen: die Schutzhülse aus Spezialkunststoff mit Schraubnuss (links) und ohne. Die zu ihrer Herstellung nötige Werkzeuganzahl reduzierte sich dank Horn-Sonderwerkzeug von fünf auf drei

Hauptartikel

Lackschonende Schraubsysteme von Ekatec

ekatec GmbH 72108 Rottenburg-Weiler Tel. +49 7472 93790-0 <a href="https://www.ekatec-gmbh.de" target="_blank">www.ekatec-gmbh.de</a> <a href="https://www.covertec-werkzeuge.de" target="_blank">www.covertec-werkzeuge.de</a>

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH 72072 Tübingen Tel. +49 7071 7004-0 <a href="https://www.PHorn.de" target="_blank">www.PHorn.de</a>