technik reportage : Plunge-Milling-Verfahren lässt Komet schneller fräsen

Ob auf Transferstraßen oder in Sonder- und Rundtaktmaschinen, die mechanischen Aussteuerwerkzeuge Kom-Drive von Komet sind überall dort gefragt, wo große Serien hergestellt werden und hohe Produktivität gefordert ist. Zu diesen Werkzeugen zählen unter anderem die Einfachschieber-Plandrehköpfe PKE. Durch ihre großen Aufspannflächen bieten sie eine stabile Werkzeugbefestigung und erlauben schwere Schnitte im niederen Drehzahlbereich. Um langfristig hohe Genauigkeit zu gewährleisten, müssen diese Plandrehköpfe sehr präzise gefertigt werden.

Dies geschieht am Hauptsitz der Komet Group in Besigheim. Dort werden alle Baugrößen – von 80 mm bis 250 mm und Sonderausführungen bis 500 mm Durchmesser – produziert. Um die Herstellung mit Blick auf die Kosten zu optimieren, nahm sich Projektingenieur Christoph Seybold gemeinsam mit den zuständigen Fachleuten die Weichzerspanung von Gehäuse und Schieber vor: „Wir hatten in erster Linie die Werkzeuge und Bearbeitungsverfahren im Fokus, die zur Zerspanung der Schieberkammer und des Schiebers eingesetzt werden.“ Denn für das spätere prozesssichere Funktionieren des Plandrehkopfes kommt diesen Details besondere Bedeutung zu. Für die Versuche wurde die in der derzeit größten Stückzahl produzierte Baureihe PKE 125 ausgewählt. Bei dieser Variante ist die Schieberkammer im Gehäuse eine Nut mit 62 mm Breite, 140 mm Länge und einer Tiefe von 30 mm. Damit sich der Schieber spielfrei in dieser Nut bewegen kann, müssen beide Komponenten nach dem Härten passgenau geschliffen werden.

Doch bereits die Weichbearbeitung ist sehr anspruchsvoll, wie Programmierer Markus Kühnl erklärt: „Wir verwenden für diese Teile einen Nitrierstahl, der ausgesprochen zäh und extrem abrasiv ist. Das bewirkt insbesondere beim großvolumigen Zerspanen, dass die Standzeiten der Fräswerkzeuge sehr kurz ausfallen.“ Ursprünglich wurden die Schieberkammern mit Walzenstirnfräsern aus HSS gefertigt. Danach wurde mit verschiedenen Beschichtungen sowie mit verschiedenen Wendeplatten- und Vollhartmetallwerkzeugen – teilweise auch aus dem Wettbewerb – experimentiert. Als Alternative testeten die Zerspanungsspezialisten ein anderes Schruppbearbeitungsverfahren, das Tauchfräsen oder auch Plunge-Milling oder Plunging genannt. Doch auch hier waren die ersten Ergebnisse nicht befriedigend. Die Wendeschneidplatten des zunächst eingesetzten Tauchfräsers hielten nicht einmal für ein einziges Bauteil.

Das verantwortliche Team ließ mit seinen Bemühungen um einen optimierten Schruppvorgang nicht locker: „Komet hat inzwischen ein eigenes umfangreiches Fräserprogramm mit Wendeschneidplatten entwickelt, in dem viel Erfahrung aus der Bohrbearbeitung steckt. Dazu gehört auch der Einschraubfräser Quatron hi.feed, der aus unserem Vollbohrerprogramm KUB Quatron hervorgegangen ist. Er eignet sich ebenfalls für die Bearbeitung mittels Tauchfräsen, weshalb wir damit erneut Versuche gefahren haben.“ Für die Gehäusenut wählten die Verantwortlichen die 42-mm-Ausführung des Fräswerkzeugs. Seine fünf Plattensitze wurden mit den beim Bohren erfolgreichen Quatron-Wendeschneidplatten W8332 bestückt, da das Plunge-Verfahren ähnliche Anforderungen stellt. „Es kam uns entgegen, dass Komet seit kurzem Wendeschneidplatten mit Spezialbeschichtung für Nitrierstähle anbietet“, erklärt Walter Sibla. Der erfahrene Programmierer ist unter anderem für das DMG Mori Dreh-/Fräszentrum NT 4250 SZ zuständig, das der Gehäusebearbeitung dient. Schon die ersten Versuche waren erfolgreicher als jede andere Bearbeitung zuvor. Heute nutzt Sibla den Quatron hi.feed für die Serienbearbeitung der Gehäuse. Sein Argument: „Mit diesem Fräser plungen wir mit 62 m/min Schnittgeschwindigkeit und einem Vorschub von 0,5 mm/Umdrehung. Dabei erzielen wir eine Standzeit von rund 2,5 m pro Schneide. Das klingt nicht nach besonders viel, ist jedoch mit Abstand das Beste, was in diesem schwierigen Material möglich ist.“

Auch Projektingenieur Christoph Seybold ist zufrieden: „Wir konnten im Vergleich zur früheren Schruppmethode die Bearbeitungszeit um rund 60 Prozent verkürzen.“ Für ihn ist dafür in besonderer Weise der neue WSP-Fräser Quatron hi.feed verantwortlich: „Wenn wir unsere eigenen Werkzeuge einsetzen können, tun wir das auch.“ Der Ingenieur weiß um die Qualität der eigenen Produkte. Auch der Quatron hi.feed hat bewiesen, dass er ähnlichen Fräsern anderer Anbieter überlegen ist. „Er spart uns jedenfalls in diesem Einsatzfall Zeit und Geld“, so Seybold. Auch zur anschließenden Schlichtbearbeitung steht mit dem Komet F.line HPC-Fräser ein Vollhartmetallfräser zur Verfügung, der mit seiner Schnittleistung (beim erwähnten Nitrierstahl vc = 96 m/min, vf = 0,3mm/U) zu optimierter Wirtschaftlichkeit beiträgt. Und was für die Gehäusebearbeitung gut ist, hat sich mittlerweile auch für die Herstellung des PKE 125 Arbeitsschiebers bewährt. Für seine Zerspanung gelten der Quatron hi.feed WSP-Fräser und F.line HPC-Fräser als gesetzt.

Die Komet Group ist ein Komplettanbieter für Präzisionswerkzeuge und vertreibt Lösungen und Premium-Produkte rund um den Zerspanungsprozess. Die international erfolgreiche Unternehmensgruppe gehört seit fast 100 Jahren zu den Innovations- und Technologieführern der Branche und setzt auf eine konsequente Entwicklung innovativer Ideen, effizienter Lösungen und hochwertiger Produkte. Auch im Bereich der digitalisierten Produktion nimmt sie eine Vorreiterposition ein und entwickelt stetig neue Lösungen. Die Unternehmensgruppe mit Sitz in Besigheim, in der Nähe von Stuttgart, beschäftigt über 1.500 Mitarbeiter in 22 Tochtergesellschaften und ist in rund 50 Ländern vertreten.