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Kempf: Automatisches Entgraten bei Serienbauteilen

Gleichbleibende Qualität und eine kontinuierliche Maschinenauslastung
Automatisches Entgraten bei Serienbauteilen

Um Serienbauteile effektiv herzustellen, ist es notwendig, manuelle Tätigkeiten so weit es geht zu reduzieren und im Idealfall sogar ganz zu eliminieren. Das Thema Entgraten wird dabei immer noch vernachlässigt. Kempf, der Entgratspezialist aus Reichenbach-Fils, konnte bei der Firma Schwab CNC für eine Serienfertigung eine komplett maschinelle Entgratung implementieren und damit die geforderten Qualitätsvorgaben mehr als erfüllen.

Flexibilität ist ein wichtigstes Aushängeschild des Lohnfertigers Schwab CNC. Der familiengeführte Betrieb mit insgesamt 24 Mitarbeitern ist vor allem dann gefragt, wenn schnell agiert werden muss und dabei dennoch höchste Präzision gefordert ist. So kann Schwab CNC schon während der Planungs- bzw. Konstruktionsphase beratend tätig werden und legt anhand der Kundenvorgaben die späteren Produktionsabläufe aus. Dabei werden, z.B. auch für die Automobilindustrie, sämtliche geforderten Standards erfüllt.

Durch die Ausrichtung auf die Serienfertigung in Verbindung mit der hohen Flexibilität können pro Bauteil nicht nur bis zu 200 000 Stück pro Jahr gefertigt, sondern auch Kleinserien übernommen und sogar Prototypen hergestellt werden. Der Spezialist für Magnesium und Aluminium im Sand- oder Druckgussverfahren beliefert vor allem Kunden aus dem Automobil- und Elektronikbereich, ist seit einiger Zeit aber auch verstärkt für die Wachstumsmärkte E-Mobilität und Photovoltaik tätig.

Die meist hochkomplexen Teile, für die oft hohe Qualitätsvorgaben gelten, müssen dennoch kosteneffizient produziert werden, was mit einer Reduktion aller manuellen Tätigkeiten einhergeht. Nur so können auch über eine Großserie hinweg eine gleichbleibende Qualität und eine kontinuierliche Maschinenauslastung garantiert werden.

Schwierige Entgratanforderung erfordert innovative Werkzeuglösungen

Bei einem Actuator-Housing (Lenkgetriebegehäuse) aus Magnesium für den Automobilbereich ist die maschinelle Entgratung sogar Kundenwunsch. Mit einer Auflage von 200 000 Stück pro Jahr keine leichte Aufgabe, denn die dafür benötigten Werkzeuglösungen waren bei Schwab CNC bis dato noch nicht im Einsatz. Die Hauptschwierigkeit stellte dabei die Entgratung einer annähernd elliptischen Aussparung dar. Ebenso mussten diverse Langlöcher innerhalb der Hauptbohrung entgratet werden, deren Bearbeitung mit handelsüblichen Entgratwerkzeugen nicht umsetzbar war. Erst nach Kontaktaufnahme zu Kempf und dem Außendienstmitarbeiter Dominik Messaros konnte ein Konzept ausgearbeitet werden, das anhand von zwei verschiedenen Werkzeuglösungen mit jeweils zwei Ausführungen die gesamten Entgratprozesse abdeckt.

Konturparalleles Entgraten entlang der zu bearbeitenden Kante

Um die komplexen Innenkonturen zu bearbeiten, entschied sich Messaros für den Einsatz des Back-Burr Cutter & Path Entgratsystems. Im Gegensatz zu Entgratwerkzeugen, die in Bezug auf die Querbohrung eine lineare Bewegung ausführen und dabei rotieren, nutzt das Entgratsystem eine effektivere Variante – nämlich das konturparallele Entgraten entlang der zu bearbeitenden Kante bzw. Kontur. Erst durch dieses synergetisch arbeitende System, bestehend aus einem spiralisierten und hochwarmfesten Kugelfräser und einem speziell für die Anwendung generierten NC-Datensatz, lassen sich im Allgemeinen Bohrungsüberschneidungen, Gewindeausgänge und selbst komplexeste Konturen prozesssicher entgraten.

Durch die individuelle Erstellung des Datensatzes, passend zur gewünschten Bearbeitung, fährt der Fräser präzise die Kontur des zu entgratenden Bauteils ab und entfernt somit rückstandslos entstandene Grate, und dies auch auf der Rückseite von Bohrungen. Besonders zu erwähnen ist hierbei die Tatsache, dass durch das System eine definierte Kontur erzeugt wird, die über alle zu bearbeitenden Teile replizierbar ist. Somit wird eine gleichbleibende Qualität der Entgratungen erzeugt.

Ein Novum und ein Alleinstellungsmerkmal des Back-Burr Cutter & Path Entgratsystems ist zudem der NC-Datensatz, der standardmäßig während der Bearbeitung gleichzeitig den Fräser-Schnittpunkt zum Bauteil verlagert. Auf diese Weise wird einem punktuellen Verschleiß vorgebeugt und eine immense Standzeiterhöhung erreicht. Beim zu bearbeitenden Actuator-Housing aus Magnesium bedeutet dies etwa 20 000 Teile mit einem einzigen Kugelfräser.

Keramikfaser-Bürsten aus Hochleistungskeramik zum Entgraten

Die obere Flanschfläche sowie alle Konturen auf der Unterseite werden darüber hinaus mit zwei Keramikfaser-Bürsten aus Hochleistungskeramik entgratet. Die einzelnen Faserstäbe der Bürsten setzen sich aus jeweils ca. 1000 gebundenen Fasern zusammen, die wiederum zu 80% aus Keramik bestehen und somit sehr gute abrasive Eigenschaften aufweisen. Die selbstschärfenden Schneidkanten der Keramikfasern sorgen für eine konstante Schleifleistung und somit für einen gleichmäßigen Abtrag des Grates am Bauteil.

Ein schöner Nebeneffekt: Durch die einzigartigen Eigenschaften dieser Keramikfaser-Bürsten ist mit einem durchschnittlichen Verschleiß von 0,0005 mm pro Bauteil eine Standzeit von weit über 100 000 Bearbeitungen möglich. Um eine gleichbleibende Entgratleistung zu gewährleisten, setzt Schwab CNC auf eine Parameterprogrammierung der Bürstenlänge. Hierbei reduziert sich die Werkzeuglänge der Bürste automatisch nach jedem Programmdurchlauf, bis die gesetzte Verschleißgrenze erreicht ist. Bei diesem Actuator-Housing (Lenkgetriebegehäuse) muss der Maschinenbediener die Bürste erst nach 20 000 Bauteilen nachstellen.

Non-Stop-Entgratung direkt in der Maschine

Durch den Einsatz der maschinellen Entgratlösungen von Kempf wurden nicht nur die Vorgaben des Kunden erfüllt, sondern der Personaleinsatz für die Herstellung der Magnesium-Teile halbiert. Das nachträgliche händische Entgraten mit schwankender Qualität konnte komplett eliminiert werden, folglich ist auch die vollautomatisierte Produktion an zwei Maschinen mit Roboterbestückung sichergestellt. Dabei verlängerte sich die Taktzeit pro Teil um lediglich fünf Sekunden – für eine absolut prozesssichere Komplettentgratung des Bauteils ein Spitzenwert und für Schwab CNC eine lohnende Investition für eine bessere, gleichbleibende Qualität und weniger Reklamationen.

Kempf GmbH
www.kempf-tools.de

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