Kugelschaftfräser Standardschäfte mit Wechselköpfen rationalisieren die Fräsbearbeitung

Autor / Redakteur: Edgar Grundler und Raimund Kühnau / Rüdiger Kroh

Für das Bearbeiten von Werkzeug- und Formeinsätzen mit teilweise sehr steilen und vor allen Dingen tiefen Kavitäten wird eine große Anzahl von Werkzeugen benötigt. Deshalb setzt die

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Bild 1: Der Multi-Master-Baukasten im Werkzeugbau bei Metal Technologies Sachs besteht aus Stahl- und Vollhartmetallschäften, Multi-Master-, Toromill- und Ballplus-Wechselköpfen sowie den Montagewerkzeugen dazu.
Bild 1: Der Multi-Master-Baukasten im Werkzeugbau bei Metal Technologies Sachs besteht aus Stahl- und Vollhartmetallschäften, Multi-Master-, Toromill- und Ballplus-Wechselköpfen sowie den Montagewerkzeugen dazu.
( Archiv: Vogel Business Media )

Für das Bearbeiten von Werkzeug- und Formeinsätzen mit teilweise sehr steilen und vor allen Dingen tiefen Kavitäten wird eine große Anzahl von Werkzeugen benötigt. Deshalb setzt die Metal Technologies Sachs Giesserei das modulare Kugelschaftfräser-Werkzeugsystem Multi-Master ein. Es basiert auf Stahl- und Hartmetall-Standardschäften sowie Hartmetall-Wechselköpfen verschiedener Durchmesser.

Heutzutage meinen viele, man könne in Hochlohnländern mit Serienprodukten wie Gussteilen kein Geld mehr verdienen. Bei genauerem Hinsehen mag das zwar für so genannte Low-tech-Teile stimmen, aber ganz bestimmt nicht für hochwertige Komponenten in Fahrzeugen und Maschinen, die auch noch höheren Sicherheitsanforderungen genügen müssen. Denn vor diesem Hintergrund ist es eben nicht damit getan, einfach nur billig zu produzieren, sondern die Kombination aus Qualität und Produktivität sowie Termintreue muss stimmen.

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Produktionsleistung von über 60 000 t pro Jahr

Dass die Billiglieferanten damit ihre Probleme haben, ist mittlerweile hinreichend bekannt, hält aber den Drang in die Billiglohnländer nur begrenzt auf. Folgerichtig müssen sich die etablierten Wettbewerber in den Hochlohnländern einiges einfallen lassen, um die Aufträge halten zu können.

So auch die Firma Metal Technologies Sachs Giesserei GmbH, Kitzingen, ein Unternehmen der in Auburn/USA ansässigen MTI Metal Technologies Inc. mit weltweit 1900 Beschäftigten in den USA, Mexiko und Deutschland. Die Metal Technologies Sachs Giesserei GmbH gehört seit Juli 2005 zu MTI und erzielt am Standort Kitzingen pro Jahr mit rund 830 Beschäftigten einen Umsatz von gut 115 Mio. Euro. In Produktionsleistung ausgedrückt sind das etwa 62 000 t Eisenguss und weitere 5500 t Aluminiumguss.

Das im Jahr 1922 als Eisengießerei gegründete Unternehmen hat sich mit der Zeit auf die Bereiche Automotive und Maschinenbau konzentriert und zählt heute zu den führenden Anbietern in Deutschland und Europa. Die Verbindung aus Know-how in Metallurgie und Gießtechnik sowie leistungsfähigem Equipment in Form von Schmelzanlagen, Formanlagen und Druckgussmaschinen wird zusätzlich durch einen eigenen Werkzeug- und Formenbau unterstützt.

Dort werden im Segment Automotive Fahrwerks-, Antriebs-, Lenkungs-, Motorenanbau- und Struk-turteile sowie im Maschinenbaubereich Armaturen, Gehäuse oder auch Zylinderblöcke und Wärmetauscher produziert. Für diese Teile werden die Druckguss- und Schneidentgratwerkzeuge im Zweischichtbetrieb selbst hergestellt und auch Reparaturen und Änderungen durchgeführt, so dass schnell auf die Bedürfnisse der Produktionsabteilungen reagiert werden kann.

Jeder Fräskopf hat eine gesinterte Geometrie

Die Abteilung Werkzeugbau ist als Profitcenter organisiert und muss sich demnach wie auf dem freien Markt bewegen, wenn es um die Kalkulation der einzelnen Aufträge geht. Der Maschinenpark umfasst Fräsmaschinen und Bearbeitungszentren mit Verfahrwegen bis 1300 mm × 1000 mm × 750 mm und maximale zulässige Tischbelastungen bis 1400 kg. An Werkzeugen setzt Metal Technologies je nach Anforderung alles ein, was am Markt erhältlich ist. So auch eine ganze Reihe von Zerspanwerkzeugen der Iscar Germany GmbH.

Ein Beispiel für die erfolgreiche Zusammenarbeit mit Iscar ist der Einsatz des modularen Kugelschaftfräser-Werkzeugsystems Multi-Master, das auf Stahl- und Hartmetall-Standardschäften sowie auf Hartmetall-Wechselköpfen verschiedener Durchmesser basiert (Bild 1). Das Multi-Master-Werkzeugsystem weist eine spezielle Adaption der Fräsköpfe auf die Standardschäfte auf und diese formschlüssige Verbindung erlaubt die Steigerung der Schnittwerte für höhere Zerspanleistungen.

Anwender kann sich Werkzeug selbst zusammenstellen

Jeder Fräskopf hat eine gesinterte Geometrie mit geschliffenen Schneidkanten. Es gibt verschiedene Fräskopfausführungen wie Kugelschaft-, Eck- und Nutenfräser, so dass der Anwender sich je nach Anforderung das optimale Werkzeug selbst zusammenstellen kann. Darüber hinaus dienen die Multi-Master-Standardschäfte auch als Schnittstelle zur flexiblen Aufnahme von Toromill- und Ballplus-Fräsköpfen, wodurch sich die Einsatz- und Nutzungsmöglichkeiten weiter verbreitern.

So auch bei Metal Technologies, wo heute viele Multi-Master-Schäfte mit Multi-Master-, Toromill- und Ballplus-Wechselköpfen mit Durchmessern zwischen 8 und 16 mm im Einsatz sind. Die Schwierigkeit bei der Fräsbearbeitung der Werkzeug- und Formeinsätze liegt in den teilweise sehr steilen und vor allen Dingen tiefen Kavitäten, wie sie auf den Bildern 2 und 3 zu sehen sind.

Dafür wird eine große Anzahl von Werkzeugen und Ersatzwerkzeugen benötigt. Deshalb wurde das Multi-Master-Werkzeugsystem getestet und für gut befunden. Heute hat man ein breites Sortiment an Schäften und Wechselköpfen im Einsatz.

Hervorzuheben sind in diesem Zusammenhang die Hartmetallschäfte, denn nur diese sorgen für eine genügend hohe Steifigkeit bei vergleichsweise dünnen Fräsern mit sehr langer Auskragung. Das diffizilste Multi-Master-Werkzeug hat einen Durchmesser von 8 mm mit Radius 0,5 mm sowie eine Auskragung von 90 mm.

Bei anderen Werkzeugen sind Auskragungen bis 15 × D sprich 100, 150 oder 200 mm keine Seltenheit. Mit dem Multi-Master-Werkzeugsystem lassen sich die benötigten Werkzeuge aus dem modularen Baukasten aufbauen, was Metal Technologies eine sehr hohe Flexibilität verschafft.

Drei bis vier Schäfte mit mehreren Kopfvarianten

In der Praxis sieht die Rechnung so aus, dass sich die zunächst höhere Investition in ein Multi-Master-Grundsystem bereits beim Einsatz des dritten oder vierten Wechselkopfes rechnet. Metal Technologies Sachs hat je nach Durchmesser zwischen drei und vier Schäften mit drei bis fünf Kopfvarianten im Einsatz. Dazu kommen seit kurzem auch Wechselköpfe mit Wendeschneidplatten-Einsätzen, wodurch sich die Einsatz- und Anwendungsflexibilität nochmals erhöht.

So hat sich das Multi-Master-Werkzeugsystem bei der Metal Technologies Sachs Giesserei GmbH in nur sechs Monaten amortisiert. Es sind weniger einzelne Werkzeug im Umlauf und aus dem Multi-Master lässt sich schnell das gerade benötigte Werkzeug kombinieren. Zum Zugewinn an Flexibilität und Verfügbarkeit kommt außerdem noch der verringerte Aufwand an Beschaffung, Lagerung und Verwaltung der Fräswerkzeuge. MM

Edgar Grundler ist Fachjournalist in 78473 Allensbach, Tel. (0 75 33) 57 06, kommedia@t-online.de. Raimund Kühnau ist Produktverantwortlicher Fräsen bei der Iscar Germany GmbH, 76275 Ettlingen, Tel: (0 72 43) 99 08-2 70, Fax (0 72 43) 9 32 57, werkzeuge@iscar.de

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