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Große Dimensionen mit kleinen Zähnen

Hohe Konzentration ist gefordert. Ausschussteile beim Einstellen und Einfahren von Bauteilen ist in fast jeder Fertigung ein normaler Prozess: Programm aufrufen, Teil fertigen, messen, korrigieren, neues Teil fertigen - bis es passt. In der Bearbeitung von Großteilen sieht dies anders aus. Hier tasten sich die Maschinenbediener behutsam an das zu fertigende Endmaß. Denn Ausschuss wäre bei den großen Dimensionen ein äußerst kostspieliger Fehler. Neben den Bearbeitungszentren liegt das hohe Augenmerk auch auf den eingesetzten Werkzeugen. „Wir müssen uns auf die Werkzeuge verlassen können“, sagt der Betriebsleiter der W. Wolf GmbH aus Kalchreuth, Klaus Trescher. Trescher setzt mit seinem Team auf Präzisionswerkzeuge der Paul Horn GmbH aus Tübingen. Das jüngste Projekt war die Umsetzung eines Verzahnungs-Fräsprozesses einer Welle aus dem Großmotorenbau.

Der kontinuierliche Verbesserungsprozess spielt in den Fertigungshallen von Wolf eine große Rolle. Das Ziel ist, wie bei kleinen Bauteilen, immer die Komplettbearbeitung mit so wenig Aufspannungen wie möglich. In diesem Fall handelt es sich um eine DIN5480 Verzahnung mit einer 6er Toleranzklasse. Die Fertigung der Passverzahnungen einer Antriebswelle hatte das Potential zur Verbesserung. Den Einsatz findet die knapp 5.000 mm lange und rund 600 kg schwere Welle im Großmotorenbau. Der Durchmesser liegt bei 200 mm. Damit alle Flanken der Verzahnung an der Übertragung der Kraft beteiligt sind, verlangt dies eine hohe Fertigungspräzision. In axialer Richtung lassen sich Welle und Nabe jedoch bewegen. Von der Welle fertigen die Mitarbeiter rund zehn Stück im Jahr. „Wir gaben die Fertigung der Verzahnung bisher immer an ein externes Unternehmen. Dies bedeutete einen weiteren hohen Kostenfaktor und ging zu Lasten der Präzision“, so Trescher.

Das Schruppen und Schlichten der Verzahnungen geschieht mit dem gleichen Werkzeug. Mit jeweils zwei Zustellungen fräst das Werkzeug die einzelnen Zähne in die Welle. Der Schruppschnitt hat eine Tiefe von ap = 4 mm und wird mit einer Schnittgeschwindigkeit von vc = 100 m/min gefräst. Das Schlichtaufmaß beträgt 0,1 mm. Die Schlichtzustellung für das letzte Zehntel bis zum Fertigmaß fräst das Werkzeug mit einer Schnittgeschwindigkeit von vc = 140 m/min. Die Fräsrichtung erfolgt im Gegenlauf. Die Werkzeuge von Horn weisen, trotz des hohen Schnittdrucks durch die sechs Zähne, eine hohe Stabilität auf. Die sechs Zähne bieten hierbei eine bessere Fräsleistung und die Möglichkeit, höhere Vorschubgeschwindigkeiten zu fahren.

„Wir sind in Punkto Zeit und Qualität seit dem Fräsen der Verzahnung um einiges besser. Hervorheben möchte ich auch die Umsetzung der neuen Lösung. Von der ersten Anfrage bis zum laufenden Prozess vergingen vier Wochen“, zeigt sich Trescher positiv und fährt fort: „Die Lieferzeiten von Horn überzeugen uns. Andere Hersteller benötigen für solche Sonderwerkzeuge zwölf Wochen oder länger. Auch der erfahrene Horn-Außendienst spielt hier eine entscheidende Rolle.“