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ZERSPANUNGSWERKZEUGE Schwierige Werkstoffe in Serie bearbeiten Kleine Bohrer mit großem Biss Die Aeschlimann AG Décolletages in Lüsslingen macht beim Bohren kleiner und kleinster Durchmesser in korrosionsbeständigen und hochfesten Werkstoffen beste Erfahrungen mit Vollhartmetall-Bohrern von der Sphinx Werkzeuge AG. VON KONRAD MÜCKE > Im schweizerischen Lüsslingen produzieren derzeit über 160 Mitarbeiter bei der Aeschlimann AG Décolletages Drehteile mit 1 bis 70 mm Durchmesser überwiegend für Elektronik und Automobile, aber auch für Zweiräder, für Uhren sowie für Hydraulik und den Apparatebau. Das heute global agierende Unternehmen geht zurück auf eine im Jahr 1937 gegründete Manufaktur zum Herstellen von Schrauben für Uhren. Bereits nach wenigen Jahren erweiterte man den Betrieb und begann eine mechanisierte, zunehmend automatisierte Fertigung kleinster Schrauben in Serien. Der Erfolg basierte bereits seinerzeit auf einem besonders hohen Qualitätsniveau. Der Dreischneider Mikrotricut bohrt prozesssicher auf Drehautomaten kleinste Querbohrungen in hochlegiertem Stahl Schweizer Franken werden in Lüsslingen jährlich aus mehr als 1100 Tonnen Stahl, etwa 40 Tonnen Aluminium und annähernd 150 Tonnen anderen Werkstoffen (zum Beispiel Kunststoffe und Schwermetalle) hochwertige Präzisionsteile produziert. Je nach Auftragsvergabe fertigt Aeschlimann in Losgrößen zwischen 10000 und 100000 Werkstücken auf Abruf. Zum Bauteilespektrum gehören unter anderem Ventilteile für moderne Diesel- Einspritzsysteme. Diese bestehen aus hochlegiertem, korrosionsbeständigem Stahl. Gefertigt werden sie in Serien bis zu Drehteile in mittleren und großen Serien Rasch entwickelte sich das Unternehmen in den 80er- und 90er- Jahren des letzten Jahrhunderts zu einem weltweit geschätzten Zulieferer für die Elektronikindustrie und den Fahrzeugbau. Mit über 260 konventionellen und CNC-Maschinen (Mehrspindlern, Langdrehautomaten, Rundtaktautomaten) ist man heute auf die Komplettbearbeitung komplexer, schwieriger Drehteile spezialisiert. Um einbaufertige Bauteile liefern zu können, bietet das Unternehmen zusätzlich eine umfassende Palette an Nachbearbeitungen, einschließlich Honen, Schleifen, Glattwalzen und gegebenenfalls Beschichten. Bei einem Jahresumsatz von knapp 32 Millionen Bilder: Sphinx (Titel), Konrad Mücke (1-4) 38 Carl Hanser Verlag, München
1,5 Millionen Werkstücken jährlich auf sechsspindeligen Drehautomaten von Index (Bild 1). Um die Liefertermine und die Qualitätsvorgaben der Automobilindustrie einhalten zu können, muss eine Vielzahl an Parametern in engen Grenzen eingehalten werden. Wie Michael Kunz, Leiter der Produktion CNC-Drehen, erläutert, gehört dazu vor allem eine hohe Prozesssicherheit.»Diese muss aber in Verbindung mit ausgereizten Technologiedaten, also optimierten Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten, erreicht werden. Nur dann arbeitet man als Lohnfertiger auch wirtschaftlich«, erläutert er. 2 Standard- und Sonderwerkzeuge der Sphinx Werkzeuge AG im werkstattnahen Lager Prozesssichere Bohr- und Fräswerkzeuge Neben zuverlässigen Maschinen benötigen Kunz und seine Mitarbeiter dafür vor allem hochwertige Werkzeuge. Beim Beschaffen kleiner Bohr- und Fräswerkzeuge hat er bei Sphinx aus dem benachbarten Derendingen den richtigen Partner gefunden (Bild 2). Bereits seit über 20 Jahren arbeiten der Hersteller und der Anwender eng zusammen. Dazu berichtet Daniel Jaberg, bei Sphinx verantwortlich für den 1 Dreischneider, Tieflochbohrer und Sonder-Stufenbohrer aus Vollhartmetall optimieren die Serienfertigung auf Drehautomaten Anwendungsbereich Präzisionsmechanik:»Wegen der geografischen Nähe hat sich eine für beide Seiten sehr günstige und ergiebige Kooperation entwickelt. Wir als Werkzeughersteller können die Qualität unserer innovativen Werkzeuge rasch in der Anwendung überprüfen. Dazu bekommen wir vertrauenswürdige und offene Rückmeldungen zum Verhalten dieser Werkzeuge in der Praxis. Das ermöglicht uns, kurzfristig die Werkzeuge zu optimieren und damit den Zeitraum von der Entwicklung und Konstruktion bis zum praxistauglichen, kataloggeführten Werkzeug wesentlich zu verkürzen. Andererseits profitiert Aeschlimann als erster Anwender von den Vorteilen dieser Werkzeuge und kann damit für sich einen Wettbewerbsvorteil generieren.«jaberg sieht die herausragenden Vorteile von Sphinx in der weitreichenden Spezialisierung auf die Nische Präzisionsbohren. So kann das Derendinger Unternehmen wesentlich rascher als andere Werkzeughersteller optimierte Standardoder auch Sonderwerkzeuge herstellen, die außergewöhnliche Forderungen der Fertigungspraxis erfüllen (Bild 3). In Derendingen verfügt man dazu nicht nur über eine Werkzeugkonstruktion, sondern auch über eine Fertigung zum Schleifen einer umfassenden Palette an Mikrobohrern. Von dieser Unternehmensstrategie profitiert auch Aeschlimann. Zum Einbringen von Querbohrungen mit nur 1,5 und 2 mm Durchmesser in Ventilteile aus SCHWEIZER PRÄZISIONS-FERTIGUNGSTECHNIK 01 2012 39
ZERSPANUNGSWERKZEUGE 3 Auf hochgenauen Schleifmaschinen produzieren Spezialisten von Sphinx in Derendingen optimierte Sonder- und Mikrowerkzeuge für spezielle Kundenanforderungen 4 Daniel Jaberg, Sphinx, und Michael Kunz, Aeschlimann, haben die Lösung zum prozesssicheren Querbohren nur 1,5 und 2 mm messender Bohrungen auf Mehrspindel- Drehautomaten gefunden hochlegiertem Stahl auf den Mehrspindel-Drehautomaten benötigte Kunz stabile, prozesssichere Bohrer. Um die geforderten kurzen Taktzeiten einzuhalten, sollten die Bohrungen ohne aufwendige Zentrierbohrungen direkt eingebracht werden. Im umfassenden Programm von Sphinx fand er in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugspezialisten Jaberg das dafür bestens geeignete Bohrwerkzeug, den Mikrotricut (Bild 4). Diese Bohrer verfügen über drei Schneiden. Jaberg erläutert die Vorteile gegenüber einem Bohrer mit nur zwei Schneiden:»Zum einen kann der Bohrer mit seinen drei Schneiden bei wesentlich höheren Vorschubgeschwindigkeiten arbeiten und erreicht dabei längere Standzeiten. Das verkürzt die Bearbeitungs- und die Nebenzeiten.«Wie er hinzufügt, wird dieser spezielle Vorteil moderner Bohr- und Fräswerkzeuge aus Vollhartmetall häufig noch vernachlässigt:»meist wählen die Fachkräfte in der Werkstatt zu niedrige Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeiten. Damit verschenken sie nicht nur den Zeit- und Kostenvorteil, sondern verursachen auch oft einen vorzeitigen, vermeidbaren Verschleiß der Werkzeuge. Damit Vollhartmetall-Werkzeuge ihr hohes Potenzial ausspielen können, muss man mit ihnen eher an den oberen Grenzen der Schnittdaten arbeiten.«zuverlässiger und wirtschaftlicher mit Sondergeometrien Als weiteren Vorteil der dreischneidigen Bohrer Mikrotricut führt Jaberg die Zentrierspitze anstelle der Querschneide beim Zweischneider an.»damit gewährleistet der dreischneidige Bohrer beim Anbohren ein exaktes Zentrieren. So sorgt er für höhere Genauigkeit, aber auch für bessere Prozesssicherheit. Denn ein nur 1,5 mm im Durchmesser messender Bohrer aus Hartmetall bricht bereits bei nur geringfügigem Verlaufen auf der Werkstückoberfläche ab.«michael Kunz bestätigt die herausragenden Vorteile dieser Bohrer:»Nicht nur auf den Mehrspindlern von Index, auch auf anderen CNC-Drehautomaten haben wir den Mikrotricut wegen seiner hohen Genauigkeit und Prozesssicherheit immer wieder im Einsatz. Speziell beim Querbohren auf gekrümmten Flächen spielt er seine Vorteile deutlich aus.«diese innovativen Bohrer gehören bei Sphinx inzwischen zum Standardprogramm. Es gibt sie mit 0,2 bis 3,0 mm Durchmesser in Stufen um 0,01 mm steigend. Die kleine Durchmesserabstufung hat Sphinx verwirklicht, damit Anwender trotz Ungenauigkeiten der Maschine eine exakt dem vorgegebenen Zeichnungsdurchmesser entsprechende Bohrung fertigen können. Wie Daniel Jaberg erklärt, können bereits kleinste Fluchtungsfehler der Spannfutter oder Werkzeugaufnahmen unakzeptable Durchmessertoleranzen verursachen. Mit einem um ein oder zwei Hundertstelmillimeter kleineren Bohrer kann man das oft korrigieren. Neben diesen Mikrobohrern arbeitet Kunz bei Aeschlimann mit einer Vielzahl weiterer Werkzeuge von Sphinx. Dazu gehören unter anderem aus dem Standardprogramm die Hochleistungsbohrer Phoenix 35D, 6 5D, 9 5D und 125D für tiefe Bohrungen. Neu werden auch die Power Phoenix Hochleistungsbohrer für Tiefen 165D, 20 5D, 25 5D und 305D mit hochpolierten Nuten angeboten. Vorteile dieser Bohrer sind abhängig vom Bohrdurchmesser auf 3, 6, 8 oder 10 mm im Durchmesser in der Toleranz h6 geschliffene Schäfte. Wie Jaberg berichtet, sorgen diese verstärkten Schäfte für eine steife und hochdämpfende Einspannung der Bohrer in Spannzangen, Schrumpf- und Hydrodehnspannfuttern. Damit ergeben 40 Carl Hanser Verlag, München
i HERSTELLER Sphinx Werkzeuge AG CH-4552 Derendingen Tel. +41 32 6712100 Fax +41 32 6712111 > www.sphinx-tools.ch i ANWENDER Aeschlimann AG Décolletages CH-4574 Lüsslingen Tel. +41 32 6257025 Fax +41 32 6257045 > www.ae-decolletage.ch sich bessere Oberflächengüten und eine höhere Prozesssicherheit. Selbstverständlich verfügen die Tieflochbohrer ab 1 mm Durchmesser über innere Kühlmittelzufuhr, um die Späne rasch und sicher aus dem Bereich der Schneiden herausspülen zu können. Je nach den zu bearbeitenden Werkstoffen gibt es unterschiedliche Beschichtungen, aber auch Varianten mit hochglänzend geschliffenem Nutgrund, um eine sichere Späneabfuhr auch bei niedrigem Kühlmitteldruck (15 bar) zu begünstigen. Darüber hinaus nutzen die Fachkräfte bei Aeschlimann immer wieder Sonderwerkzeuge von Sphinx. Wie Jaberg erläutert, verfügt Sphinx für deren Konstruktion und Fertigung über umfassendes Know-how und viele Jahre Praxiserfahrung. So kann man in Zusammenarbeit mit Fertigungsbetrieben innerhalb kürzester Zeit serientaugliche Sonderwerkzeuge realisieren. Diese dienen dazu, mehrere Arbeitsschritte in einem Arbeitstakt zu vereinen, zum Beispiel Bohren, Aufbohren und eine Fase oder eine Senkung einbringen. Ebenso lassen sich damit Bohrungen mit bis zu vier unterschiedlichen Durchmessern in einem Arbeitsgang fertigen. Auch außergewöhnliche Spitzengeometrien, zum Beispiel wesentlich kleinere Spitzenwinkel oder angepasste Span- und Freiwinkel, erweisen sich häufig als besonders günstig für höhere Prozesssicherheit und Genauigkeit. Wie Kunz bei Aeschlimann betont, tragen Sonderwerkzeuge insbesondere zu einer Verkürzung der Durchlaufzeiten bei.»solche Optimierungen helfen uns in Kombination mit weiteren Maßnahmen an den Maschinen oder in der Logistik,die Bearbeitungs- und Durchlaufzeiten mitunter drastisch zu senken. So können wir die häufig sehr strengen Forderungen der Automobilindustrie nach niedrigen Kosten und kurzen Lieferfristen immer wieder erfüllen. Damit haben wir im Wettbewerb die Nase vorn. Zu diesen Erfolgen trägt auch die gute Zusammenarbeit mit dem benachbarten Werkzeughersteller Sphinx bei.«daniel Jaberg ergänzt:»unser tägliches Motto ist, immer wieder besser zu sein als andere. Damit können wir uns als Nischenhersteller besonders profilieren. Dass diese Philosophie vor allem den Anwendern unserer Bohr- und Fräswerkzeuge nutzt, beweist eindrücklich das Beispiel Aeschlimann.«z Dipl.-Ing. Konrad Mücke ist Fachjournalist in Schluchsee > konrad.muecke@hanser.de SCHWEIZER PRÄZISIONS-FERTIGUNGSTECHNIK 01 2012 41