Sophisticated PCD tool concepts for machining aluminium

„We have developed from a trading company founded in 1957 into an international technology leader in the manufacture of heavy-duty plain bearings, rotary indexing tables and clamping systems“, said Rainer Harter, Technical Managing Director of Carl Hirschmann GmbH in rural Fluorn-Winzeln in the Black Forest. Thanks to its expertise, diligence and the ability to innovate, the original license manufacturer has developed into a manufacturer of top-quality products.

Carl Hirschmann‘s core products include support and guide joints, for example for the longitudinal, transverse or triangular control arms in the axle structures of high-end sports vehicles. Multidisciplinary expertise is required to produce these cutting-edge components. Carl Hirschmann has earned an excellent reputation in this field and supplies well-known sports car manufacturers. 

„Due to the extensive experience we have gained in axle components for sports vehicles, our customers involve us in the development and production of complete axle assemblies as a partner,“ said Rainer Harter. As is customary in the industry, the experts from Carl Hirschmann receive a comprehensive specification sheet containing all the information on the installation space as well as the requirements and specifications from the customer. To this end, Carl Hirschmann and the customer jointly develop an optimally-suitable assembly - for whose manufacture and delivery Carl Hirschmann then accepts overall responsibility. This includes all process steps from the procurement and machining of all external components, which includes in particular the aluminium forgings, to the just-in-time delivery of complete and tested assemblies to the customer‘s production line. To this end, Carl Hirschmann has networked its IT systems directly with those of its customers so that call-offs can be imported directly from the production planning system run by the customer, a sports car manufacturer, into the company‘s own ERP system.

In addition to technical perfection, the cost-effectiveness of the process plays an essential role in component machining. And this, in turn, requires the smooth supply of well-thought-out high-performance tools. Carl Hirschmann has brought tool manufacturer MAPAL on board for just this purpose.

„The axle structures in top sporting vehicles must be as light as possible and withstand the enormous dynamic loads. This means that lightweight designs are required for these safety parts, right to the limit of what is feasible - with the corresponding demands on machining,“ said Thomas Kuner, Technical Advisor at MAPAL in Aalen. The forged parts are therefore made of high-strength aluminium alloys. These workpiece materials are long-chipping and difficult to machine. The machining must also be extremely precise because of the tight tolerances required. A maximum deviation of ± 5 μm is permitted in critical areas such as the seat of the bearing shells.
 

Um dennoch wirtschaftlich fertigen zu können, setzt Carl Hirschmann maßgeschneiderte Stufen- und Kombinationswerkzeuge von MAPAL ein, die der Werkzeughersteller mit verschiedenen formangepassten Schneiden ausstattet. Durch vergleichsweise wenige Zustellbewegungen lassen sich so hochpräzise Kalotten, Nuten, Gewinde oder Freistiche erzeugen. Dies geht wesentlich schneller als das zeitraubende „Abzeilen“ mit Standardwerkzeugen. Der bevorzugte Schneidstoff der Werkzeuge ist polykristalliner Diamant (PKD). Die Schneiden sind in der Regel aufgelötet.

Dank der durchdachten Stufen- und Kombinationswerkzeuge kann Carl Hirschmann zahlreiche unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge ohne Werkzeugwechsel umsetzen. Ein weiterer Vorteil der Kombinationswerkzeuge ist die Tatsache, dass es weniger Ausrichtungsabweichungen infolge von Werkzeugwechseln gibt. „Mit den PKD-Werkzeugen erzielen wir zudem die beste Kombination aus Maßhaltigkeit und Standzeit des Werkzeugs“, sagt Thomas Maier, Teamleiter Fräsen. Zudem überzeugen die Schneiden durch ihre Verlässlichkeit. „Das ist für uns umso wichtiger, da wir Liefertermine an unsere Kunden just-in-time einhalten müssen“, erläutert Thomas Maier. Entsprechend hoch seien deshalb auch die Anforderungen an die Stabilität der Fertigungsprozesse.

„Bezüglich der Entwicklung und Lieferung solcher Werkzeuge arbeiten wir schon seit 2013 eng mit MAPAL zusammen“, erläutert Thomas Maier. Hierbei schauen sich die Experten beider Unternehmen die jeweiligen Spezifikationen der angeforderten Baugruppen und Bauteile genau an und definieren, mit welchen Werkzeugauslegungen, Schneidengeometrien und NC-Strategien sie die gewünschten Ergebnisse so effizient und wirtschaftlich wie möglich erreichen. „Dabei bringt sich MAPAL dank des weitreichenden Prozessverständnisses jederzeit gewinnbringend ein“, bestätigt Thomas Maier.

„Ein wesentlicher Bestandteil der Versorgung mit Werkzeugen ist für uns auch der von MAPAL geleistete Support“, bekräftigt Thomas Maier. Dieser umfasse zusätzlich zur Zusammenarbeit bei der Entwicklung auch alle anderen Aspekte wie die Lieferzeiten bei Neu- oder Nachbestellungen, die Standzeiten beziehungsweise die Standmengen der Werkzeuge und der Schneiden sowie die Reaktionsschnelligkeit bei der Instandhaltung, der Wiederaufbereitung und der Reparatur von Werkzeugen. „Wir fühlen uns bei MAPAL rundum gut aufgehoben“, bilanziert Thomas Maier.