Superlative Fine Boring – Grüner Relies on MAPAL

“We are a manufacturer of high-performance machining centres as well as a supplier of cast aluminium and magnesium parts. We procure the raw parts for the specific project and machine them ourselves on CNC machines developed and manufactured in-house”, explains Eberhard Lang, Head of Production at the Merklingen works of GRUNER Systemtechnik GmbH & Co KG. The company has a strong market position as a tier 1 or tier 2 system supplier in the area of gearbox and steering housings, as well as engine and structural parts, along with electric motor housings made of aluminium or magnesium for the automotive sector. A significant portion of the company’s success is based on its use of machines and systems designed, developed and manufactured in-house. The machining philosophy is fundamentally different to the usual approaches on machine tools. While normal systems often operate with rather simply structured tools that are guided along complex paths, at GRUNER, if possible, complex tools are used that can complete the machining task in only one feed movement. These include, for example, complex multi-spindle machining heads that can machine numerous bores and fits at once in only one machining step. Demanding multi-stepped tools that undertake numerous machining tasks in the interior of a gearbox housing with only one feed movement are a further speciality. This unique approach results in extraordinarily high productivity and quality.

Klaus-Dieter Reichersdörfer, Technischer Berater bei MAPAL, betont: „Bei der Entwicklung von Zerspanungswerkzeugen für solche Bearbeitungsaufgaben arbeitet GRÜNER schon seit Jahrzehnten eng mit uns zusammen.“ Ein Höhepunkt dieser Entwicklungspartnerschaft ist ein Feinbohr-Stufenwerkzeug zum Schlichten eines Hybrid-Getriebegehäuses. Bei einer Länge von 735 mm und einem maximalen Durchmesser von 313,5 mm wiegt dieses Werkzeug 207 kg. Auf seinen 20 Stufen sind insgesamt 80 hochgenau geschliffene PKD-Komponenten angeordnet, 58 Schneiden und 22 Führungsleisten zur Stabilisierung. Alle Schneiden sind austausch- und einstellbar. Zum Schlichtwerkzeug gehört ein ähnliches Schruppwerkzeug, das allerdings nicht justierbar und somit einfacher aufgebaut ist.

“With a tool of this complexity, maintenance is a very important factor”, says Werner Hanusch, head of the setting room for the works in Merklingen. At least three identically ground cutting edges are arranged around the periphery of the individual steps; these cutting edges can be adjusted in different directions and at different angles using adjusting screws. Depending on the task, they have different shapes: from the simple chisel contour to challenging freeform geometry. An adjustment is always necessary if the measurement using a 3D measuring system of the parts manufactured shows that one or more dimensions has reached or exceeded the so-called intervention limit – which is still within the tolerance limit to be met. The related employee must be highly qualified and at the same time have extensive experience and instinctive feeling to adjust the complex tool successfully. The individual cutting edges can be adjusted via up to four independent adjustment features for variables such as radial position, height, inclination or rake angle. In addition, all cutting edges on a step must be aligned exactly the same with high accuracy.

„Für diese Arbeiten verwenden wir das Einstellgerät UNISET-V, das MAPAL speziell für dieses hohe Werkzeuggewicht ausgelegt hat“, sagt Werner Hanusch. In der bei GRÜNER eingesetzten Ausstattung hat das Gerät zudem zwei Bildschirme. So können die Mitarbeiter im Einstellraum sowohl die Grundeinstellungen im Auge behalten als auch zeitgleich bestimmte Details mit erhöhter Auflösung betrachten. Das ist insbesondere bei der Feineinstellung hilfreich. Der Hauptbildschirm zeigt hierbei kontinuierlich die wesentlichen Zahlenangaben an. Für jedes Werkzeug muss zunächst ein Mess- und Einstellprogramm erstellt werden. GRÜNER setzt das UNISET-V sowohl für die Grundeinstellung eines neu angelieferten Werkzeugs als auch zum Nachjustieren ein. Für eine Nachjustierung sind beispielsweise in der Regel ein bis zwei Arbeitsstunden einzuplanen. Fertig eingestellte Werkzeuge hält GRÜNER bis zu ihrem Einsatz im UNIBASE-M Werkzeugausgabesystem von MAPAL vor.

“Because with the current setting fixture we are coming up against the limits in relation to the dimensions of the test objects, together with MAPAL we are involved in the development of a larger successor system”, says Eberhard Lang. This partnership that has grown from decades of close collaboration, also during development projects, is an essential basis for their success. For such tools, close contact with the experts involved is fundamental because the requirements on the tool go significantly beyond the information in the part and tool drawings. Especially for particularly demanding machining tasks, which form part of everyday business at GRUNER, this interaction is crucial for success. At the end of the day, the quality of the product and the productivity of the manufacturing process essentially depend on the perfection of the tool and the care taken while setting it.