Durchdachte PKD-Werkzeugkonzepte für die Aluminiumzerspanung
Aluminium-Schmiedeteile wirtschaftlich und hochgenau bearbeiten
Höchste Präzision und eine wirtschaftliche Fertigung – diese Aspekte stehen im Vordergrund, wenn die Carl Hirschmann GmbH Schmiedeteile aus Aluminium für die Fahrwerke von Sportfahrzeugen bearbeitet. Dabei haben sich durchdachte, mehrstufige Kombinationswerkzeuge von MAPAL bewährt. Vor allem die formangepassten PKD-Schneiden überzeugen. Die Verantwortlichen bei Carl Hirschmann sind darüber hinaus vom Rundum-Support ihres Entwicklungspartners MAPAL begeistert.
„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.
Zu den Kernprodukten von Carl Hirschmann gehören Trag- und Führungsgelenke, beispielsweise für die Längs-, Quer- oder Dreieckslenker der Achsstrukturen von High-End-Sportfahrzeugen. Um diese Spitzenbauteile herzustellen, ist multidisziplinäres Know-how gefragt. Hier hat sich Carl Hirschmann einen exzellenten Ruf erworben und beliefert namhafte Sportwagenhersteller.
Entwicklungspartner der KFZ-Hersteller
Aufgrund der umfangreichen Erfahrung, die wir bei Achskomponenten für Sportfahrzeuge gesammelt haben, binden uns unsere Kunden als Partner bei der Entwicklung und Fertigung kompletter Achsbaugruppen ein“, sagt Rainer Harter. Branchenüblich erhalten die Experten von Carl Hirschmann hierbei vom Kunden ein umfassendes Lastenheft mit sämtlichen Angaben zum Bauraum sowie zu den Anforderungen und Spezifikationen. Hierzu entwickeln Carl Hirschmann und der Kunde gemeinsam eine optimal geeignete Baugruppe – für deren Herstellung und Lieferung Carl Hirschmann dann die Gesamtverantwortung übernimmt. Dazu gehören alle Prozessschritte von der Beschaffung und Bearbeitung aller Fremdkomponenten, wozu insbesondere die Aluminium-Schmiedeteile zählen, bis hin zur Lieferung der kompletten und geprüften Baugruppen just-in-time an die Fertigungslinie des Kunden. Dazu hat Carl Hirschmann seine IT-Systeme direkt mit denjenigen der Kunden vernetzt, sodass Abrufe direkt von der Fertigungsplanung des Kunden, eines Sportwagenherstellers, in das hauseigene ERP-System eingespielt werden können.
Domlager aus geschmiedetem Aluminium für die Anbindung des Gelenkkopfs des Federbeins einer Fahrzeugachse an die Karosserie.
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.
In order to manufacture economically despite this, Carl Hirschmann uses customised stepped and combination tools from MAPAL, which the tool manufacturer equips with various shape-adapted blades. High-precision calottes, slots, threads or undercuts can be produced with comparatively few feed movements. This is much quicker than the time-consuming „multipass milling“ with standard tools. The preferred tool cutting material is polycrystalline diamond (PCD). The cutting edges are usually brazed in.
PCD multi-stage tool (l) is used to pre-machine the calotte, and to drill out and circularly mill the fine thread. The fine boring tool (r) machines the seat of the bearing shell. In the centre you can see the ring-shaped concentricity control point.
Thanks to the sophisticated step and combination tools, Carl Hirschmann can implement numerous different machining processes without changing tools. Another advantage of combination tools is the fact that there are fewer alignment deviations as a result of tool changes. „We also achieve the best combination of dimensional accuracy and tool life with PCD tools“, said Thomas Maier, Milling Team Leader. In addition, the cutting edges are convincing due to their reliability. „This is even more important for us because we have to meet just-in-time delivery deadlines to our customers“, Thomas Maier explained. The demands on the stability of the production processes are therefore correspondingly high.
Development partnership with MAPAL
„We have been working closely with MAPAL on the development and delivery of such tools since 2013“, Thomas Maier explained. Here, the experts from both companies take a precise look at the relevant specifications for the requested assemblies and components and define which tool designs, cutting edge geometries and NC strategies they will use to achieve the desired results as efficiently and economically as possible. „MAPAL contributes profitably at all times thanks to its far-reaching understanding of the process“, Thomas Maier confirmed.
Satisfied with the results: Thomas Maier (Team Leader Milling, Carl Hirschmann), Rainer Harter (Technical Managing Director, Carl Hirschmann) and Thomas Kuner (Technical Consultant, MAPAL) (from left).
Positive experience with support as well
„For us, an essential part of tool supply is also the support provided by MAPAL“, Thomas Maier confirmed. In addition to development cooperation, this also includes all other aspects such as delivery times for new or repeat orders, tool life or tool life quantities and cutting edges, as well as the speed of reaction in maintenance, reconditioning and repair of tools. „We feel we are in good hands with MAPAL“, Thomas Maier summarised.
At the automotive supplier Schabmüller, MAPAL has already been responsible for tool management. Now, the tool manufacturer from Aalen has also taken over the CAD/CAM programming of the components, including simulation.
