Sophisticated PCD tool concepts for machining aluminium
Economic, high-precision machining of forged aluminium parts
Highest precision and economical production – these aspects are the focus when Carl Hirschmann GmbH machines forged parts made of aluminium for sports vehicle chassis. Well thought-out, multi-stage combination tools from MAPAL have proven their worth here. The shape-adapted PCD cutting edges are particularly impressive. Those responsible at Carl Hirschmann are also impressed by the all-round support provided by their development partner MAPAL.
„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.
Development partner for 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.
Forged aluminium strut mounts for connecting the spring strut rod end of a vehicle axle to the chassis.
Herausforderung Präzisionsbearbeitung
Neben technischer Perfektion spielt bei der Bearbeitung der Bauteile die Wirtschaftlichkeit des Prozesses eine wesentliche Rolle. Und dabei wiederum ist die reibungslose Versorgung mit durchdachten Hochleistungswerkzeugen gefragt. Dafür hat sich Carl Hirschmann den Werkzeughersteller MAPAL ins Boot geholt.
„Die Achskonstruktionen sportlicher Spitzenfahrzeuge müssen ungeachtet ihrer enormen dynamischen Belastungen möglichst leicht sein. Bei diesen Sicherheitsteilen ist deshalb Leichtbau hart an der Grenze des Machbaren gefordert – mit entsprechenden Anforderungen an die Zerspanung“, sagt Thomas Kuner, Technischer Berater bei MAPAL in Aalen. Die Schmiedeteile bestehen deswegen aus hochfesten Aluminiumlegierungen. Diese Werkstoffe sind langspanend und schwer zu bearbeiten. Aufgrund der geforderten, engen Toleranzen muss die Zerspanung zudem hochpräzise erfolgen. In kritischen Bereichen wie dem Sitz der Lagerschalen sind lediglich Abweichungen von bis zu ± 5 μm gestattet.
Bei der Bearbeitung des Domlagers sind enge Toleranzen bis zu ± 5 µm einzuhalten. Extrem enge Toleranzvorgaben gelten auch für das Feingewinde.
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.
Mit dem PKD-Stufenwerkzeug (l) wird Kalotte vorbearbeitet, Feingewinde aufgebohrt und zirkular gefräst. Das Feinbohrwerkzeug (r) bearbeitet den Sitz der Lagerschale. In der Mitte ist die ringförmige Rundlaufkontrollstelle zu sehen.
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.
Entwicklungspartnerschaft mit MAPAL
„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.
Mit dem Erfolg zufrieden: Thomas Maier (Teamleiter Fräsen, Carl Hirschmann), Rainer Harter (Technischer Geschäftsführer, Carl Hirschmann) und Thomas Kuner (Technischer Berater, MAPAL) (v. l.).
Gute Erfahrungen auch beim Support
„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.
Innovationen und Lösungen für das Jahr 2026, aktuell präsentiert auf der EMO 2025, bilden den Schwerpunkt von Ausgabe 85 des Technologie-Magazins IMPULSE
Beim Automobilzulieferer Schabmüller verantwortet MAPAL bereits das Toolmanagement. Nun hat der Aalener Werkzeughersteller auch die CAD/CAM-Programmierung der Bauteile inklusive Simulation übernommen.
