Leistungsschub durch Strategiewechsel

Bei der Sitec Aerospace in Bad Tölz, einer hundertprozentigen Tochter der Singapore Aerospace Manufacturing, produzieren etwa 130 Mitarbeiter Ventile, Rotorblattstoßdämpfer, Stellantriebe und Hydraulikkomponenten für die Luftfahrtindustrie sowie pneumatische Manipulatoren für den breiten industriellen Einsatz. Im Bereich der Luftfahrt zählen Stellantriebe – jährlich werden etwa 9.500 produziert – und Ventile für unterschiedliche Anforderungen und Medien zur Kernkompetenz des Unternehmens. Beim Fräsen der Aussparungen für Planetenräder setzt ein Nutfräser neue Standards hinsichtlich Genauigkeit, Standmenge, Prozesssicherheit und Kosten.

Orientiert an den hohen Sicherheits- und Qualitätsanforderungen der Luftfahrt suchte Helmut Bachmair, Leiter Fertigung, nach neuen Wegen, um das Fräsen von drei um 120° versetzten Aussparungen für die Planetenräder an einem Planetenträger zu optimieren. Diese mussten mit 11,9 mm Tiefe und 3,6 0+0,05 mm Breite aus dem Vollen in Rundmaterial aus CuSn8P, 40 mm Durchmesser, eingefräst werden. Bislang wurden dafür ein HSS-Scheibenfräser zum Vor- und danach ein VHM-Sägeblatt zum Fertigfräsen eingesetzt. Bedingt durch den hohen Umschlingungswinkel setzten sich zwischen den kleinen Zähnen immer wieder Späne fest. Die Folge: Bereits nach fünf oder sechs Werkstücken streuten die Fräsergebnisse im gesamten zulässigen Toleranzbereich, was für die weitere Bearbeitung erhebliche Probleme bereitete. Auch war der Zeitanteil „Fräsen“ an der 11 Minuten dauernden Herstellzeit des Planententrägers viel zu hoch.

Da bei Sitec Aerospace zahlreiche Horn-Werkzeuge im Einsatz sind, startete das Team um Helmut Bachmair einen Versuch mit einem vorhandenen Nutfräser. Die Ergebnisse überzeugten und als der Tübinger Werkzeugspezialist für diese Aufgabe statt des erwarteten Sonderwerkzeugs ein Standardwerkzeug des Typs 636 mit angepasster Schneidengeometrie vorschlug, fiel die Entscheidung für das Horn-Produkt.

Mit diesen Werkzeugen lassen sich im Standardbereich 1,5 bis 3 mm breite und bis zu 12 mm tiefe Nuten fräsen. Die sechsschneidigen Platten sind bei einem Schneidkreisdurchmesser von 35,7 mm ab einem Bohrungsdurchmesser von 36 mm einsetzbar. Sie werden stirnseitig mit dem extrem schwingungsarmen Vollhartmetallschaft M 332 verschraubt. Dabei gewährleistet der patentierte asymmetrische Plattensitz eine hochgenaue und sichere Fixierung. Verschiedene Halter mit Zylinderschaft und innerer Kühlmittelzufuhr in unterschiedlichen Längen ermöglichen das Anpassen an die jeweilige Bearbeitung. Die innere Kühlmittelzufuhr sichert auch bei tiefen Bohrungen ein prozesssicheres Arbeiten.

Laut Pflichtenheft mussten die Planetenträger in einer durchschnittlichen Losgröße von 500 Stück ab Stange auf einem Gildemeister Zweispindel-Produktions-Drehzentrum MF Twin 65 komplett bearbeitet und dabei mehrere Passungen im unteren Einhundertstel-Bereich eingehalten werden. Aus diesen Vorgaben resultierten auch schon die besonderen Anforderungen an die Horn-Produkte, da sich die Schnittstellen der angetriebenen Werkzeuge vor allem hinsichtlich der Rundlaufgenauigkeit nicht auf die Fräser auswirken durften.

Auch bei der neuen Strategie „Zirkular-Nutfräsen“ mit der Schneidplatte 636 und dem Schaft M 332 wird der Arbeitsablauf Konturfräsen durch Schruppen mit anschließendem Schlichtfräsen beibehalten. Beide Nutfräser werden bei einer Drehzahl n = 1.340 1/min zum Schruppen und Schlichten eingesetzt. Dabei wird beim Vorfräsen ein Vorschub von v = 0,15 mm/U bei einer Schnitttiefe von etwa 8 mm gefahren. Beim anschließenden Fertigfräsen mit dem zweiten Werkzeug wird der Vorschub auf v = 0,2 mm/U erhöht und eine Schnitttiefe von etwa 0,4 mm gewählt. Zum abschließenden Entgraten der verschiedenen Kanten und Bohrungen am Planetenträger kommen unter anderem Horn-Kombifräser der Serie DM und Schneidplatten aus der Serie Supermini zum Einsatz.

Mit den Leistungen des Zirkularfräsers 636 ist Helmut Bachmair äußerst zufrieden: „Einmal eingestellt sind keine Korrekturen mehr erforderlich, da die Schneidengeometrie stimmt und unsere Erwartungen vor allem hinsichtlich Spanfluss und Toleranzen voll erfüllt werden. Auch die Laufzeitreduzierung von ursprünglich 11 Minuten auf etwa die Hälfte ist beeindruckend.“ Da es sich bei dem ausgewählten Fräser nicht um ein Sonder- sondern um ein Standardwerkzeug handelt, profitiert man auch bei den Kosten und Lieferzeiten.

Dank der hervorragenden Fräsergebnisse – das prozesssichere Arbeiten während der Schicht sowie die Verringerung der Nacharbeit sind noch hervorzuheben – will Helmut Bachmair auch bei anderen Bearbeitungen Horn-Standard- und -Sonderwerkzeuge einsetzen. „Möglichkeiten gibt es genügend“, meint der Gruppenleiter Fertigung und fährt fort: „Wenn wir bei anderen Anwendungen ähnliche Zeit- und Kostenvorteile erzielen wie bei den Planetenträgern, sind wir unserem großen Ziel, der gesamten Fertigungsoptimierung, einen großen Schritt nähergekommen.

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