Modularer Fräser ermöglicht präzisen O-Ring

Die Index-Gruppe zählt mit ihren Marken Index und Traub zu den führenden Herstellern von CNC-Drehmaschinen, Drehautomaten, Mehrspindlern und Dreh-Fräszentren. Um die Qualität ihrer Maschinen stets im Griff zu haben, setzt das Unternehmen auf den Standort Deutschland und produziert die wichtigen Kernkomponenten in den Werken Esslingen, Deizisau und Reichenbach – nach Möglichkeit auf den eigenen Drehmaschinen und Dreh-Fräszentren.

Die Mitarbeiter achten dabei auf höchste Qualität. So auch Klaus Andres, der als Teamleiter in der Arbeitsvorbereitung für die Teilefertigung, Programmierung und Werkzeugbeschaffung verantwortlich ist. Seine Überzeugung: „Es sind oft die kleinen Merkmale, die einen großen Qualitätsunterschied machen.“ Als Beispiel nennt er die O-Ring-Sitze, die an zahlreichen Maschinenkomponenten vorhanden sind. Denn überall, wo das Bauteil von einem Medium durchströmt wird, müssen die Anschlüsse mit einem O-Ring abgedichtet werden. Für die Dichtfläche gilt: Ebenheit ist Pflicht. „Daher kann sie nicht zirkulierend bearbeitet werden“, erklärt Andres, der früher 16 Jahre lang als Meister in der Drehbearbeitung tätig war. „Es würde eine minimale Schneckengeometrie entstehen, in der das Medium einen Weg nach außen findet. Stattdessen müssen wir den O-Ring-Sitz mit einem speziellen Fräser senken, dessen Stirnschneiden parallel zur Fläche stehen, also nicht den üblichen Winkel von acht Grad aufweisen.“

Wechselkopffräser mit Spezialgeometrie

Da es Fräser in dieser Geometrie und den gewünschten Durchmessern nicht zu kaufen gab, entschlossen sich die Produktionsverantwortlichen, diese Werkzeuge zunächst selbst zu schleifen bzw. den Schliff in Auftrag zu geben. Vor zwei Jahren fand Andres eine bessere Lösung. Den Anstoß dazu erhielt er von Christian Bauer, Key Account Anwendungstechniker bei der Haimer GmbH. Dieser hatte ihm das neue Duo-Lock-System vorgestellt, ein modulares Werkzeugsystem mit Hartmetall-Wechselkopffräsern und Verlängerungen in verschiedenen Geometrien und Längen. Bei dem Drehmaschinenhersteller ist Haimer seit vielen Jahren gut bekannt – sowohl als Kunde, der für seine Produkte Index-Drehmaschinen in der Fertigung einsetzt, als auch als Lieferant für Werkzeugaufnahmen, Schrumpf- und Wuchttechnik.

Bei Andres reifte die Idee, die Duo-Lock-Fräser für seine Bedürfnisse hinsichtlich der O-Ring-Senkungen ausführen zu lassen. Er schildert die Beweggründe: „Wir verfolgen die Strategie, in unseren drei deutschen Produktionswerken möglichst gleiche Werkzeuge einzusetzen.“ Bei den O-Ring-Fräsern wäre das – von der Geometrie her betrachtet – grundsätzlich möglich. Da jedoch in der Großteilefertigung in Deizisau die Werkzeuge aufgrund von Störkonturen etc. viel weiter auskragend sein müssen, wurden diese bisher individuell beschafft. „Mit dem Haimer Duo-Lock-System und den angebotenen Verlängerungen sah ich eine Chance, die eingesetzten Fräsköpfe standardisieren zu können“, argumentiert AV-Teamleiter Andres.

Warum man sich für das Haimer-System entschieden hat, wo doch andere Hersteller schon seit langem ähnliche Wechselkopffräser anbieten, erklärt Andres: „Die Duo-Lock-Schnittstelle ist extrem steif und präzise, wodurch wir diese modularen Fräser wie ein Vollhartmetallwerkzeug einsetzen können.“ Christian Bauer erklärt die Details: „Entscheidend ist das Gewinde unserer Einschraubfräser. Über einen Doppelkonus mit einer zusätzlichen dritten Abstützfläche im hinteren Bereich sorgt es für höchste Stabilität und Steifigkeit.“ Die hohe Qualität und Präzision drückt sich in folgenden Daten aus: Die Werkzeuge bieten einen Rundlauf des Gesamtsystems von unter 5 µm und sind mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,01 mm in Z in der Maschine wechselbar. Zeitaufwendige Voreinstell- oder Einrichteprozesse können dadurch größtenteils entfallen.

Um 60 % wirtschaftlicher

In enger Abstimmung mit Klaus Andres entwickelte Haimer eine Spezialgeometrie und übertrug diese auf die Duo-Lock-Einschraubfräser. Für die ersten Tests setzte sie der AV-Teamleiter auf einem Dreh-Fräszentrum Index R300 ein, auf dem unter anderem der Grundkörper eines Werkzeugrevolvers komplett bearbeitet wird. Dieses Bauteil eignet sich besonders für den Test, da es je nach Ausführung mindestens zwölf solcher O-Ring-Sitze aufweist, an denen sich das Fräsergebnis beurteilen lässt.

Andres und seine Kollegen aus der Fertigung waren mit den Versuchen zufrieden: „Haimer hat den Schliff der Werkzeuge sehr gut hinbekommen. Trotz der schwierigen Geometrie sind die Fräser äußerst schnittfreudig. Wir erhalten eine perfekte Planfläche, die dem hohen Anspruch an Qualität und Präzision des Revolvers gerecht wird.“ Im Vergleich zur Vorgängerlösung erzielen die Duo-Lock-Werkzeuge bei den O-Ring-Senkungen kürzere Bearbeitungszeiten, bessere Oberflächen und längere Standzeiten. „Wir haben errechnet, dass sich die Wirtschaftlichkeit insgesamt um rund 60 Prozent verbessert hat“, sagt Klaus Andres. Inzwischen wird das Duo-Lock-System in 18 verschiedenen Durchmessern und mit diversen Verlängerungen genutzt.

Schnelle Montage ohne Einmessen

Im Werk Esslingen kommt das Duo-Lock-System auf allen Maschinen zum Einsatz, die solche O-Ring-Senkungen vornehmen. Zur Montage der modularen Werkzeuge stehen fünf Stationen zur Verfügung, die jeweils mit einem Zweihand-Drehmomentschlüssel samt den vom Durchmesser abhängigen Einstellungsvorgaben ausgestattet sind. „Der Zweihand-Drehmomentschlüssel war mir besonders wichtig“, verrät Andres. „Man hat mehr Gefühl als mit einem Einhebel-Werkzeug, das schneller verkantet und möglicherweise das Hartmetall beschädigt.“ Auch das hohe Drehmoment lässt sich damit leichter erzeugen, das zum Beispiel beim 16er-Duo-Lock-Fräser bei 60 Nm liegt.

Auch in den Standorten Deizisau und Reichenbach haben die Duo-Lock-Wechselköpfe die bisherigen Spezialfräser für O-Ring-Senkungen abgelöst. Denn mit den zur Verfügung stehenden Standardverlängerungen in den Größen S, M und L lassen sie sich auch in der Großteilefertigung verwenden. Selbst für andere Einsatzfälle nutzt Index mittlerweile das System. So ließ Andres beispielsweise spezielle 30-Grad-Spitzensenker anfertigen. Und mit dem stetig wachsenden Angebot an Standardgeometrien von Haimer bieten ihm Duo-Lock-HM-Fräsköpfe vielversprechende Perspektiven für weitere Bearbeitungen.

Haimer GmbH
www.haimer.com

Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky
www.index-werke.de

Basierend auf dem Gewindedesign mit patentiertem Doppelkonus und zusätzlicher dritter Abstützfläche im hinteren Bereich der Schnittstelle liefert die Duo-Lock-Schnittstelle Stabilität, Belastbarkeit und eine hohe Rundlaufgenauigkeit von 5 µm. Bild: Haimer

Das Duo-Lock-Programm

Haimer bietet für seine modulare Werkzeugschnittstelle Duo-Lock ein breites Portfolio. Es reicht von Monoblock-Aufnahmen mit Duo-Lock-Gewinde und allen üblichen Spindel-Schnittstellen, über Verlängerungen aus Hartmetall, Schwermetall oder Stahl bis hin zu Hartmetall-Fräsköpfen in verschiedenen Geometrien und VHM-Rohlingen. Jüngste Erweiterungen sind Spannzangen mit Duo-Lock-Gewinde. Durch die Längenwiederholgenauigkeit von 0,01 mm gewährleistet das Duo-Lock-System ein einfaches Rüsten und schnellen Werkzeugwechsel sogar in der Maschine.