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Hochvorschubfräser schreibt Erfolgsgeschichte

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Lohnfertiger erzielen ihre Wertschöpfung ausschließlich aus der Bearbeitung von Kundenwerkstücken. Daher sind Produktionskriterien, wie Schnittwerte und Zeitspanvolumen, die die Fertigungskosten direkt beeinflussen, noch wichtiger als in der übrigen zerspanenden Industrie. Die Suche nach dem optimalen Werkzeug ist deshalb ein zentraler Punkt der kontinuierlichen Prozessoptimierung.

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Die aufrecht stehende Münze demonstriert die vibrationsarme Bearbeitung mit dem Weitwinkelfräser von Ingersoll. Dies ermöglichen die hochpositive, weichschneidende Geometrie und der extrem kleine Anstellwinkel, der radiale Schnittkräfte weitgehend minimiert.

Die aufrecht stehende Münze demonstriert die vibrationsarme Bearbeitung mit...

Die heutigen geschäftsführenden Gesellschafter Erich und Norbert Brinkmann der Firma G.M.W. Präzisions GmbH & Co. KG starteten 1991 am Standort Burg bei Magdeburg (D) mit einem Portalbearbeitungszentrum der Firma Waldrich-Bohle und fünf Mitarbeitern. Heute ist daraus ein Unternehmen mit 178 Mitarbeitern, einem beeindruckenden Maschinenpark und einem beispiellosen Know-how in der Großteilebearbeitung entstanden.

In Burg werden Bauteile aus Edelstahl oder Aluminium für die Luft- und Raumfahrt montagefertig bearbeitet. Grundkörper für deutsche Werkzeugmaschinenbauer, speziell für Großwerkzeugmaschinen, werden im Hochgenauigkeitsbereich in Kleinserien gefertigt. Die Komplettbearbeitung von Großdieselmotoren für Schiffe sowie von stationären Dieselmotoren ist eine der Stärken von Firma G.M.W. Weitere Schwerpunkte sind die Bearbeitung von Gas- oder Dampfturbinen, Verdichtergehäusen, Großgetrieben oder Windkraftanlagen. „Wir sind ein Dienstleister für gehobene Ansprüche“, bemerkt Erich Brinkmann, Geschäftsführender Gesellschafter G.M.W. Weiterhin führt er aus: „Wir können Bauteile mit einem Stückgewicht bis zu 100 Tonnen bearbeiten. Abmessungen von 6,12 m bei rotationssymmetrischen Bauteilen sind möglich. Die maximalen Abmessungen an den Bohrwerken betragen 6 x 13 m, die unserer Portalfräswerke 14 x 4,5 x 3 m“.

Optimierte Werkzeugauswahl

Viele bei G.M.W. bearbeitete Werkstücke sind Einzelteile. Aber auch bei der Losgröße 1 gibt es Wiederholteile und hier lohnt es sich, ein Augenmerk auf die optimale Bearbeitung mit dem richtigen Werkzeug zu legen. Dies ist das Aufgabengebiet
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Das Versuchswerkzeug, der Weitwinkelfräser SP2L200L11 von Ingersoll.

Das Versuchswerkzeug, der Weitwinkelfräser SP2L200L11 von Ingersoll.

von Klaus Lupp, der als externer „Technischer Berater Ausrüstungstechnik“ die Firma G.M.W. berät. Unabhängig von Werkzeugherstellern kann er aus den am Markt vorhandenen Werkzeugen das Optimale auswählen und gegebenenfalls gemeinsam mit dem Werkzeuglieferanten auf den jeweiligen Anwendungsfall abstimmen. „Ich sehe meine Aufgabe darin, ständig Arbeitsabläufe zu optimieren, Werkzeugkonzepte mit Werkzeuglieferanten zu erarbeiten und diese Optimierungsvorschläge auch in der Praxis umzusetzen“, umreißt Klaus Lupp sein Aufgabengebiet.

Auf der Suche nach neuen Werkzeugen wurde er auch auf die Weitwinkelfräser (Hochvorschubfräser) der Serie SP2L der Firma Ingersoll aufmerksam. Diese Serie basiert auf den bekannten Schwerzerspanern mit extrem weichschneidender Geometrie der Serien SN2R (45°) und SM2R (60°). Der Anstellwinkel der neuen Fräser beträgt jedoch nur 13°. Er bewirkt eine Reduzierung der Spandicke auf weniger als 25 Prozent des Zahnvorschubes und minimiert drastisch die beim Fräsen auftretenden Radialkräfte. Dank der Weitwinkelgeometrie sind Zahnvorschübe von 2,5 mm erreichbar, die einen Werkzeugvorschub bis zu 6000 mm/min erlauben. Weiterhin ist durch die Reduzierung der Radialkräfte eine ratterfreie Zerspanung mit hohen Auskraglängen möglich. Die Werkzeuge werden serienmäßig mit Durchmessern von 125, 160, 200 und 250 mm angeboten. Die maximale Schnitttiefe beträgt 3,5 mm. Trotz des extrem weichen Schneidverhaltens ist der Werkzeugkörper durch Anlageplatten geschützt.

Die neuen Weitwinkelfräser im Praxistest

Um die neuen Weitwinkelfräser aus der Schwerzerspanungsserie in
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Der Weitwinkelfräser bearbeitet in der ersten Aufspannung die Stirnflächen.

Der Weitwinkelfräser bearbeitet in der ersten Aufspannung die Stirnflächen.

der Praxis zu testen, wurde Hermann Schimmer, Gebietsverkaufsleiter von Firma Ingersoll, kontaktiert. In einem ersten Sondierungsgespräch wurde für ein Testwerkstück eine Technologie mit Zerspanungsdaten ausgearbeitet. Die theoretisch ermittelten Optimierungen waren so augenscheinlich, dass die Geschäftsleitung praktische Werkzeugeinsätze im Februar 2009 anberaumte. Die Tests wurden an einem Gehäuse 4.400 mm x 3.200 mm x 2.200 mm für eine Kraftwerksanlage durchgeführt. Bearbeitet werden sollten die Stirnflächen und die Trennfläche. Im ersten Durchgang war das Werkstück auf der Trennfläche aufgespannt, um die Stirnflächen zu bearbeiten. Von Beginn an überzeugten die beeindruckenden Schnittwerte wie 7-fache Vorschubgeschwindigkeit bei reduzierter Schnitttiefe und das weiche Schneidverhalten.

Trotzdem war man bei G.M.W. noch nicht voll überzeugt, denn die Aufspannung auf der Trennfläche ist die stabilere der beiden Aufspannsituationen. Man war also gespannt auf die Bearbeitung der Trennflächen, während das Werkstück hochkant auf den Stirnflächen gespannt wurde. Erschwert wurde diese Bearbeitung durch einen unterbrochenen Schnitt mit schmalen Stegen und Rippen sowie die Brennkante. Aber auch der zweite Test bestätigte die positiven Ergebnisse. Das Zeitspanvolumen konnte mit 1.435 cm³/ min gegenüber dem Ist-Zustand auf das Dreifache gesteigert werden. Die Gesamteinsparung bei einem Jahreslos von 12 Werkstücken beträgt etwa 40.000,- Euro. Der kleine Anstellwinkel und die Reduzierung der Radialkräfte führten zudem zu einem äußerst weichen und ratterfreien Schneidverhalten und verhinderte beim Fräsen der Brennkanten die bis dahin auftretenden Brüche der Wendeschneidplatte. So kann man zu der enormen Kosteneinsparung noch eine deutlich
gesteigerte Prozesssicherheit als positives Ergebnis hinzufügen.

Aufgrund des überragenden Optimierungsresultates haben die Zerspanspezialisten Lupp und Schimmer ihre Überlegungen auf große Zahnsegmente und Großkugellager ausgedehnt. Auch hier erwartet man ein ähnliches Einsparpotential. Diese Einsparungen will G.M.W. zum großen Teil an die Kunden weitergeben, um auch weiterhin die Auftragsbücher zu füllen. Die Erfolgsstory kann also weitergehen.
Die aufrecht stehende Münze demonstriert die vibrationsarme Bearbeitung mit dem Weitwinkelfräser von Ingersoll. Dies ermöglichen die hochpositive, weichschneidende Geometrie und der extrem kleine Anstellwinkel, der radiale Schnittkräfte weitgehend minimiert.
Das Versuchswerkzeug, der Weitwinkelfräser SP2L200L11 von Ingersoll.
Der Weitwinkelfräser bearbeitet in der ersten Aufspannung die Stirnflächen.
Zum Bearbeiten der Stirnflächen liegt das zu bearbeitende Gehäuse in der ersten Aufspannung auf der Trennfläche.
Die zweite Aufspannung des Gehäuses. Auf der Stirnfläche gespannt werden die Trennflächen bearbeitet. Deutlich sind die Problemstellen erkennbar: Die schmalen unterbrochenen Flächen und die Brennkante.

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Bericht in folgenden Kategorien:
Bohr- und Fräswerke, Messerköpfe, Werkstoffe, Schruppfräser

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