In Getriebewellen aus Stahl 42MnCrMo4 (Zugfestigkeit 1000 N/mm²) ist eine knapp 150 mm lange Verzahnung mit 31 Zähnen Modul 4 auf 130 mm Durchmesser zu fertigen. Ein Lohnfertiger bearbeitet die Wellen komplett auf einem Drehzentrum Gildemeister CTX gamma 2000 TC. Verzahnwerkzeuge VARDEX TMSD mit beschichteten HM-Schneideinsätzen haben die zum Verzahnen benötigte Bearbeitungszeit um über 30 Prozent gekürzt.
HSS-Werkzeug bei größeren Losgrößen unwirtschaftlich
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| Fräsköpfe VARDEX TMSD |
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| Drei nutzbare Schneiden der HM-Schneidplatten minimieren die Werkzeugkosten und den logistischen Aufwand |
Ehemals arbeitete der Lohnfertiger beim Verzahnen mit zwei HSS-Scheibenfräsern mit 80 mm Durchmesser und 18 Zähnen am Umfang. Zunächst wurde die Zahnform mit einem Werkzeug vorgeschruppt und, nach einem Werkzeugwechsel mit einem zweiten HSS-Werkzeug auf Fertigmaß und Oberflächengüte geschlichtet. Pro Zahnform benötigte das HSS-Werkzeuge zum Schruppen etwa 26 s, zum Schlichten das zweite HSS-Werkzeug weitere 38 s. Wie bei HSS-Werkzeugen üblich betrugen die Schnittgeschwindigkeiten 30 m/min beziehungsweise 60 m/min bei 340 mm/min respektive 260 mm/min Vorschubgeschwindigkeit. Das Verzahnen war damit, verglichen mit der Gesamtzeit der Komplettbearbeitung, ein anteilig sehr lange dauernder Prozess. Als die Auftraggeber größere Mengen der Getriebwellen benötigten, erwies sich die Produktivität der bisherigen Wellenfertigung als ungenügend. Alternativen waren das Beschaffen eines weiteren Drehzentrums oder ein Vorbearbeiten auf dem Drehzentrum und anschließend Verzahnen auf einer separaten Verzahnungsfräsmaschine. Beides verursacht aber hohe Investitionen. Zudem wird die Gesamtbearbeitung der Wellen so nicht wirtschaftlicher. Insbesondere bei einem künftig möglicherweise wieder kleineren Auftragsvolumen erweisen sich die Investitionen als unwirtschaftlich.
Beschichtete HM-Schneiden schruppen und schlichten produktiver
In Zusammenarbeit mit den Verzahnungsspezialisten von VARGUS Deutschland, Knittlingen, haben die Lohnfertiger eine sehr viel bessere Bearbeitung der Getriebewellen mit Verzahnung realisiert. Sie fertigen die Verzahnung inzwischen mit einem Verzahnwerkzeug VARDEX TMSD. Ein Fräskopf mit 85 mm Durchmesser trägt fünf Hartmetall-Schneideinsätze am Umfang. Letztere bestehen aus der mit TiCN beschichteten Sorte VBX. Die Fräsköpfe können auf übliche Standard-Werkzeughalter aufgesetzt werden. Das Werkzeug fertigt die Zahnformen in einer Schrupp- und einer Schlichtoperation. Dabei arbeitet es bei 175 m/min beziehungsweise 250 m/min Schnitt- und 990 mm/min respektive 260 mm/min Vorschubgeschwindigkeit. Somit benötigt es nur 9 s zum Schruppen sowie 34 s zum Schlichten jeweils einer 150 mm langen Zahnform. Zudem entfällt der Werkzeugwechsel. Denn das Verzahnwerkzeug mit HM-Schneideinsätzen schruppt und schlichtet die Zahnformen bei den geforderten Genauigkeiten und Oberflächengüten.
Mit dieser um knapp 33 Prozent kürzeren Bearbeitungszeit für die Verzahnung kann der Lohnfertiger das inzwischen größere Auftragsvolumen auf dem bestehenden Drehzentrum problemlos bewältigen. Investitonen in zusätzliche Maschinen und einen geänderten Fertigungsablauf sind nicht nötig.
HM-Schneideinsätze auf Dauer kostengünstiger
Gegenüber den ehemals benutzten HSS-Werkzeugen haben die Lohnfertiger einen zusätzlichen Vorteil erkannt. Das HM-Verzahnwerkzeug trägt Schneideinsätze mit drei nutzbaren Schneiden. Das reduziert erheblich die Kosten für Verzahnwerkzeuge. Musste ehemals bei Erreichen der Verschleißgrenze das komplette HSS-Werkzeug ersetzt werden (oder nachgeschliffen und erneut beschichtet), können beim Verzahnwerkzeug TMSD die Schneideinsätze gedreht und die beiden zusätzlichen Schneiden genutzt werden. Selbst nach dem Verschleiß aller Schneiden sind lediglich die Schneideinsätze zu wechseln. Nicht nur technisch, sondern vor allem wirtschaftlich beurteilt der Lohnfertiger den Wechsel zu Verzahnwerkzeugen mit HM-Schneideinsätzen als besonders lohnend. Trotz der zunächst höheren Werkzeuginvestition ergeben sich auf längere Sicht günstigere Werkzeugkosten, eine einfachere Werkzeuglogsitik und somit niedrigere Gesamtkosten. Gegenüber dem HSS-Werkzeug entfällt das ehemals zum Schlichten benötigte zweite Werkzeug. Die HM-Schneideinsätze können wegen ihrer drei nutzbaren Schneiden sehr lange Zeit genutzt werden. Da die Fräsköpfe TMSD universell ausgelegt sind, reicht zum Verzahnen unterschiedlicher Zahnformen oft lediglich der Wechsel der HM-Schneideinsätze.
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