Das Schruppen von Abtriebswellen aus Vergütungsstahl stellte WST Präzisionstechnik vor große Herausforderungen: Kurze Standzeiten, fehlende Stabilität und Effizienz führten zu hohen Kosten und geringer Produktivität. Mit ISCARs QUICKTURN aus der neuen LOGIQUICK-Werkzeugkampagne sowie einer neuen Bearbeitungsstrategie bekam das Unternehmen den Prozess in den Griff.
Die WST Präzisionstechnik GmbH in Löffingen im Schwarzwald hat sich auf Fräs- und Drehteile spezialisiert und beliefert die Industrie mit komplexen, qualitativ hochwertigen Lösungen. Neben dem allgemeinen Maschinenbau gehen viele Komponenten in den Automotive- und E-Mobility-Bereich. Das Unternehmen wurde 1993 gegründet und beschäftigt heute mehr als 800 Mitarbeiter, die Dreh- und Frästeile aus nahezu allen zerspanbaren Werkstoffen, zum Beispiel Chrom-Nickel-Stähle, Werkzeug- und Automatenstähle sowie NE-Metalle wie Aluminium, Messing und Kupfer, herstellen.
Bei der Produktion von Abtriebswellen aus Vergütungsstahl C45E (1.1191) für Kunden aus der Elektromobilität sorgte das Schruppen für Unmut.
Die bisher dafür eingesetzten vierschneidigen CNMG-Wendeschneidplatten (WSP) eines ISCAR-Mitbewerbers boten nur geringe Standzeiten, unzureichende Prozesssicherheit und auch bei der Produktivität war Luft nach oben. „Wir haben die Stangen mit einem Durchmesser von 60 Millimetern mit beiden Revolvern simultan geschruppt, bei moderatem Vorschub und ganz klassisch von vorn nach hinten“, erklärt Velibor Nisic vom Rüstvorbereitungszentrum bei WST.
„Das haben die Platten nicht gepackt und wir hatten viele Werkzeugbrüche, teils schon nach nur 60 oder 70 statt der nominellen 100 Teile.“ Alexander Weber, Prozessoptimierer und Programmierer bei WST, ergänzt: „Neben dem instabilen Prozess war auch die Laufzeit zu lang und teils ineffizient. Während die Hauptspindel noch geschruppt hat, war die Nebenspindel schon längst fertig.“ Da WST circa 100.000 dieser Wellen pro Jahr fertigt, war eine effizientere Lösung gefragt.
LOGIQUICK bringt die Wende
„Ich wusste, dass das WST-Team unzufrieden mit dem Außenschruppen der Abtriebswellen war, konnte bisher aber keine wirtschaftliche Lösung anbieten“, sagt Danny Schrödel, Anwendungstechniker bei ISCAR, WSTs langjährigem Werkzeugpartner.
„Dank unserer neuen LOGIQUICK-Kampagne hatte ich mit dem QUICKTURN jetzt das passende Werkzeug an der Hand, um den Prozess zu verbessern.“
Bei einem ihrer regelmäßigen Besuche bei WST stellten Danny Schrödel und sein Kollege Thomas Nopper, Beratung und Verkauf, den neuen sechsschneidigen QUICKTURN zum Hochvorschub- und multidirektionalen Drehen vor. „Der Clou am QUICKTURN ist sein Klemmsystem“, erklärt Thomas Nopper. Die WSP sind auf beiden Seiten mit v-förmigen Erhabenheiten ausgestattet. Entsprechende Vertiefungen im Halter nehmen diese formschlüssig auf.
Zusätzlich fixiert eine Klemmpratze sie von der Oberseite. „Damit sitzen die Platten wie angegossen und äußerst stabil. Das erlaubt ein spielfreies Vorwärts- und Rückwärtsdrehen mit hohem Vorschub – sowohl auf der x- als auch auf der y-Achse.“ Die Werkzeughalter verfügen zudem über eine zielgerichtete Jet-Kühlung, die das Kühlmittel direkt in die Schnittzone bringt und die Schneide von zwei Seiten gleichzeitig kühlt. Anwender profitieren damit von einer sehr guten Wärmeabfuhr, einer effizienten Spanevakuierung, langen Standzeiten und hohen Oberflächengüten bei einem großen Zeitspanvolumen.
Neuer Prozess macht den Unterschied
Für die Aufgabe bei WST kommen die Platten in der zähen TiCN/Al2O3 MT-CVD-beschichteten Schneidstoffsorte IC8250 zum Hochvorschubdrehen mit Kobaltanreicherung in der Randschicht zum Einsatz. Sie sind sehr widerstandsfähig gegen Ausbröckelungen, Kerb- und Kolkverschleiß sowie plastische Deformation.
„Mit dem QUICKTURN hatten wir auch noch eine neue Bearbeitungsoption – das Rückwärts-Hochvorschubschruppen“, sagt Danny Schrödel.
„Statt einfach nur das Werkzeug auszutauschen, konnten wir gemeinsam einen komplett neuen, schnelleren und werkzeugschonenderen Prozess auf die Beine stellen.“
„Wir sind immer auf der Suche nach neuen Ideen, die uns die Arbeit erleichtern und unsere Prozesse voranbringen“, sagt Velibor Nisic. „Der Vorschlag klang vernünftig, darum stimmte ich Tests auch sofort zu.“ Alexander Weber erstellte ein entsprechendes Programm und dann konnte es losgehen.
Standzeit verdoppelt, Prozesszeit halbiert
Bisher schruppte das Team um Velibor Nisic und Alexander Weber die Außenkontur mit beiden Revolvern simultan in jeweils drei Schnitten. Sie drehten mit einer Schnitttiefe von 2,5 Millimetern und einer moderaten Geschwindigkeit von 160 Metern pro Minute von vorne nach hinten. Das dauerte rund 26 Sekunden. Mit dem QUICKTURN kann WST prozesssicher mit einer Schnittgeschwindigkeit von 240 Metern pro Minute rückwärtsdrehen. Dann machen die Werkzeuge zwar fünf beziehungsweise sechs Schnitte mit einer Schnitttiefe von 1,5 Millimetern, benötigen in Summe aber nur noch zwölf Sekunden.
„Wir haben mit der neuen Lösung nicht nur die Zeit für das Schruppen halbiert und Maschinenzeit frei bekommen, sondern konnten auch die Standzeit der Werkzeuge verdoppeln und unsere Werkzeugkosten senken“, freut sich Velibor Nisic. „200 Teile pro Schneide sind prozesssicher möglich, Werkzeugbruch ist kein Thema mehr und wir arbeiten deutlich produktiver als vorher.“
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