Sonderwerkzeug mit PKD-Schneiden reduziert Bearbeitungszeit um 95 %

Pumpengehäusedecke in Rekordzeit bearbeiten

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Eine eindrucksvolle Demonstration der Möglichkeiten und Leistungsfähigkeit von Sonderwerkzeugen mit PKD-Schneiden gelang den Fertigungsverantwortlichen der Firma Pressol Schmiergeräte GmbH. Mit Unterstützung der Ingersoll-Zerspanungsfachleute konnte die Bearbeitungszeit eines Pumpengehäusedeckels um 95 Prozent reduziert werden, und zwar von 160 auf 7 Sekunden.

Die Firma Pressol ist ein Traditionsunternehmen und führender Hersteller der Schmier- und Werkstatttechnik. Die Unternehmensgeschichte begann vor etwa 100 Jahren, als der Firmengründer Jakob Preßl seinen Pumpöler erfand. Als Maschinist auf einem Adriadampfer suchte er nach einer Möglichkeit, bei rauer See das Schmieröl auch an unzugängliche Stellen der Maschine zu spritzen. So ist dann das „Flaggschiff“ der Firma Pressol entstanden – der Pumpöler.

Die Firma Pressol wurde 1914 von Jakob Preßl in Nürnberg gegründet. Während des Zweiten Weltkrieges starb Jakob Preßl bei einem Verkehrsunfall. Seine drei Söhne übernahmen das Unternehmen, mussten aber seine komplette Zerstörung miterleben. Nach dem Krieg begann der Wiederaufbau, und 1956 wurde ein komplett neues Firmengebäude in Nürnberg bezogen.

1986 beginnt mit der Entwicklung von pneumatischen Öl- und Fettpumpen der Einstieg in die Werkstatttechnik. Bei der einsetzenden Wachstumsphase entstanden mehrere Standorte, die für den Materialfluss nicht das Optimum darstellten. Die bestehenden Standorte wurden reduziert und zentralisiert, um optimale Bedingungen für den Produktionsablauf zu schaffen.

Bearbeitung von Alu-Druckguss

Bei der zerspanenden Bearbeitung der eigenen Produkte setzt die Firma Pressol seit Jahren auch Zerspanungswerkzeuge von Ingersoll ein. Im Zuge der kontinuierlichen Prozessoptimierung werden die häufig wiederkehrenden Bauteile in der Fertigung von Herrn Matthias Fischer (Betriebsleiter Pressol) auf Wirtschaftlichkeit untersucht. 2015 stand ein Druckguss-Gehäusedeckel für ein häufig zu fertigendes Pumpengehäuse aus AlSi12 im Fokus von Herrn Fischer.

Dieses Bauteil wurde bis zum damaligen Fertigungsstand mit Vollhartmetall-Fräswerkzeugen bearbeitet. Die gesamte Bearbeitungszeit mit den VHM-Fräswerkzeugen betrug 160 Sekunden. In einigen Beratungsgesprächen von Herrn Udo Stangl, Beratung und Verkauf bei Ingersoll, wurde das PKD-Alu-Bearbeitungsprogramm von Ingersoll vorgestellt.

Daraufhin beauftragte 2015 Herr Matthias Fischer, Betriebsleiter bei Pressol, Herrn Stangl ein modernes PKD-Werkzeugkonzept zur Bearbeitung der Gehäusedeckel anzubieten. Das Ziel war es, mit den Werkzeugen einen deutlichen Schritt in Richtung wirtschaftlichere Bearbeitung und kürzere Taktzeiten zu gehen.

Als Bearbeitungsmaschine wurde eine Chiron Mill 2000 ausgewählt:

  • Einspindliges Bearbeitungszentrum mit zwei Bearbeitungstischen,
  • HSK-A63 Spindel mit 25 kW,
  • innere Kühlmittelzufuhr mit ca. 40 bar und
  • spezielles Schunk-Spannsystem für die Bauteile.

Die technische Ausarbeitung der neuen Bearbeitungswerkzeuge wurde bei Ingersoll unter Federführung von Herrn Johannes Post, Produktmanager PKD-Werkzeuge, durchgeführt. Als Ergebnis der Entwicklung entstanden zwei Senkwerkzeuge mit gelöteten PKD-Schneiden: Werkzeug 1 zum Vor- und Fertigsenken und zwar zum Vorbearbeiten der Passungsbohrungen D = 30 H8; D = 35 H7 und D = 95 H7 sowie Fertigsenken der Durchmesser D = 32 H11 und D = 100,2 mit 8 Schneidstationen Zeff = 2.

Werkzeug 2 zur Fertigbearbeitung der mit Werkzeug 1 vorbearbeiteten Durchmesser (D = 30 H8; D = 35 H7; D = 95 H7) mit 6 Schneidstationen Zeff = 2.

Einsatz der PKD-Werkzeuge bei Pressol

Die Schnittwerte für den Testeinsatz wurden von den Werkzeugspezialisten bis ins Detail geplant. Der Einsatz wurde von Herrn Stangl vor Ort begleitet. Bei der Bearbeitung des „Flansches für Dieselpumpen“ stellte sich die vorhandene Lackierung als zusätzliche Herausforderung dar, denn der Lack durfte keine Abplatzungen aufweisen. Für die Bearbeitung waren folgende Schnittparameter angestrebt:

Drehzahl bei beiden Werkzeugen n = 4500 U/min. Dies ergibt folgende Schnittgeschwindigkeit Vc groß: 1336 m/min; Vc klein: 453 m/min. Für die Zahnvorschübe pro Umdrehung ergaben sich je nach Bearbeitungsdurchmesser Werte von Fz = 0,022 mm/U bis Fz = 0,087 mm/U.

Bei der geplanten Testbearbeitung im Hause Pressol ergab sich beim ersten Termin noch ein Problem mit der Spannvorrichtung, der zweite Anlauf war schon ein voller Erfolg. Die PKD-Senkwerkzeuge konnten mit den geplanten Schnittwerten eingesetzt werden. Die wesentlich verbesserte Oberflächenqualität fiel sofort ins Auge.

Noch verblüffender war aber die Reduzierung der Bearbeitungszeit, denn diese konnte erheblich verkürzt werden: 160 Sek. Bearbeitung auf 7 Sek. Bearbeitung reduziert!

Durch die enorme Senkung der Bearbeitungszeit ist der optimierte Prozess deutlich produktiver geworden. Das Fertigungspotential ist mittlerweile wesentlich höher als der momentane Bedarf – so ist man aber für die erwartete Produktionssteigerung der Dieselpumpen für den landwirtschaftlichen Bereich gewappnet.

Der erste Einsatz der Ingersoll Sonderwerkzeuge mit PKD-Layer zur Alu- Bearbeitung bei Pressol hat bemerkenswerte Ergebnisse gebracht, die sicherlich bestärken, nach weiteren Anwendungen für ähnliche Spezialwerkzeuge zu suchen.

Werkzeugprogramm mit PKD-Schneidstoffen

Ingersoll hat sich das Ziel gesteckt, die Leistungsfähigkeit des Schneidstoffes PKD in allen Bereichen optimal auszureizen. Durch die langjährige Erfahrung in der Auslegung von Sonderwerkzeugen, fundierten Kenntnissen der Anforderungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, Knowhow für leichtschneidende Fräswerkzeuge und leistungsfähige Dreh- und Bohrwerkzeuge ist eine solide Basis für wirtschaftliche und prozesssichere PKD-Werkzeugentwicklungen gegeben.

Laut Ingersoll haben viele PKD-Werkzeuganbieter ihre Kernkompetenz in erster Linie in der Verarbeitung des Schneidstoffes. Sie waren Diamantschleifer und später PKD-Zulieferer der Automobilindustrie oder anderer Serienfertiger, ohne aber auf fundierte Anwendererfahrung bei der Zerspanung entsprechender Komponenten zurückgreifen zu können.

Im Gegensatz hierzu baute Ingersoll das PKD-Standardprogramm auf der Anwendererfahrung eines langjährigen Systemlieferanten auf. Auch bei der Entwicklung von PKD-Werkzeugen für Sonderanwendungen sind die erfahrenen Anwendungs- und Konstruktionsingenieure Garant für wirtschaftliche und prozesssichere Lösungen.

PKD-Lieferprogramm in drei Gruppen

Ingersoll bietet Standardwerkzeuge mit PKD-bestückten Wendeschneidplatten, Sonderwerkzeuge mit PKD-bestückten Wendeschneidplatten und Sonderwerkzeuge mit PKD-Layer. Werkzeuge der dritten Werkzeuggruppe, Sonderwerkzeuge mit PKD-Layer, sind häufig besonders wirtschaftlich bei der Serienfertigung und sind auch im vorliegenden Bericht bei Pressol eingesetzt. Häufig können mit einem solchen Sonderwerkzeug mehrere andere Werkzeuge eliminiert werden, sodass sich, wie im vorliegenden Fall, enorme Einsparungen an Bearbeitungszeit erzielen lassen.

Pressol Schmiergeräte GmbH
www.pressol.com

Ingersoll Werkzeuge GmbH
www.ingersoll-imc.de



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