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28.08.2017

Überzeugender High-end-Allrounder

VHM-Fräser von Haimer bei Audi im Vorseriencenter

In der Versuchsteilefertigung stellt Audi anspruchsvolle Bauteile als Prototypen und in Kleinstserien her. Dabei setzen die Verantwortlichen auf VHM-Fräser von Haimer.

Rund 8.600 Mitarbeiter arbeiten bei Audi in Ingolstadt im Bereich „Technische Entwicklung“ an Verbesserungen und Neuheiten bei klassischen und alternativen Antrieben, bei Leichtbau und Fertigungsverfahren, in der Lichttechnologie und vielem mehr.
Fast am Ende der Entwicklungskette steht die Vorserienfertigung, der die Abteilung „Versuchsteilefertigung“ zugeordnet ist. In Ingolstadt sind dort 75 Mitarbeiter beschäftigt, die dafür sorgen, dass verschiedenste Getriebe-, Motor- und Fahrwerkskomponenten als Prototypen oder in Kleinstserien termingerecht für erste praktische Versuche zur Verfügung stehen.

  •  © Audi AG

    Bis Innovationen auf die Straße kommen – im Bild der neue Audi Q2 – sind vielerlei Vorleistungen notwendig. Die Versuchsteilefertigung in Ingolstadt stellt beispielsweise für diverse Tests einzelne Getriebe-, Motor- und Fahrwerkskomponenten her. © Audi AG

  •  © Audi AG

    Mit einem Komplettwerkzeug – bestehend aus einem Haimer Power Mill VHM-Fräser mit Durchmesser 12 mm, eingespannt in eine Schrumpfaufnahme der Power-Serie mit Safe-Lock- und Cool Jet-System – konnte das Zerspanungsteam der Audi Versuchsteilefertigung deutliche Produktivitätsvorteile realisieren. © Audi AG

  •  © Audi AG

    Reinhard Kindl (links), Leiter Mechanische Werkstatt, freut sich über die Unterstützung von Haimer Vertriebsleiter Deutschland Süd, Oliver Lechner, und lobt die Zusammenarbeit: „Mit Haimer haben wir einen sehr verlässlichen Partner, der uns alles rund um die Werkzeugspannung bietet." © Audi AG

  •  © Audi AG

    In der Werkzeugverwaltung der Versuchsteilefertigung sind zahlreiche Haimer-Schrumpffutter und Universalfräser verfügbar. © Audi AG

  •  © Audi AG

    Die Audi-Versuchsteilefertigung nutzt Haimer als Systemanbieter rund um die Werkzeugmaschine, beginnend bei Werkzeugaufnahmen, Schrumpf- und Wuchtgeräten bis hin zu den VHM-Werkzeugen und dem Microset-Voreinstellgerät. © Audi AG

  •  © Audi AG

    Werkzeugfachmann Dragan Pejcinoski (rechts) hat ein Duo-Lock-Werkzeug mit 32 mm Durchmesser eingespannt. Für kritische Applikationen steht ihm Dietmar Ungar, Teamleiter Anwendungstechnik Deutschland Süd bei Haimer, zur Seite. © Audi AG

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Leistungsstarke Universalwerkzeuge gefragt

Reinhard Kindl, Leiter der „Mechanischen Werkstatt“, erklärt: „Wir müssen ähnliche Qualitätskriterien hinsichtlich Präzision und Oberflächengüten erreichen, wie die Serienfertigung. Doch ohne Sonderwerkzeuge, die für unsere kleinen Stückzahlen sowohl in der Anschaffung als auch in der Programmierung zu teuer wären. Daher benötigen wir leistungsstarke Universalwerkzeuge.“ Dragan Pejcinoski, unter anderem für die Beschaffung von Neuwerkzeugen zuständig, ergänzt: „Am liebsten arbeiten wir mit Werkzeugherstellern zusammen, die nur eine geringe Katalogauswahl bieten, deren Werkzeuge aber universell einsetzbar sind. Wichtig sind für uns ein guter Service inklusive Applikationsunterstützung und kurze Lieferzeiten.“

Bewährte Partnerschaft um VHM-Werkzeuge erweitert

Seit über einem Jahr ist Haimer bevorzugter Lieferant von Vollhartmetallwerkzeugen. Die eigentliche Zusammenarbeit reicht jedoch schon über 20 Jahre zurück. Werkstattleiter Kindl erinnert sich: „Ursprünglich haben wir nur die Werkzeugaufnahmen von Haimer bezogen, dann auch das passende Schrumpfgerät. 2002 investierten wir in ein Haimer-Wuchtgerät, um den Rundlauf des eingespannten Werkzeugs zu optimieren.“ Als das Unternehmen aus Igenhausen vor gut drei Jahren sein Produktprogramm um eigene Vollhartmetallfräser erweiterte, verfolgten die Zerspanungsspezialisten der Audi-Versuchsteilefertigung dies mit Aufmerksamkeit.

2015 musste die Audi-Vorserienfertigung eine Ausgleichswelle für ein Getriebe herstellen. Dabei traten Schwierigkeiten auf, die Jakob Mosandl, Meister und Technikumsleiter, unter anderem mit ihrer Geometrie erklärt, die Dreh- und Fräsbearbeitungen erfordert. „Die Spannsituation auf unserem Dreh-Fräszentrum WFL M 35 G war leider zu labil. Zudem hatten wir nur geringe Erfahrungen mit dem Werkstoff der Ausgleichswelle, einem hochvergüteten 42CrMo4-Stahl. Denn zu 90 Prozent zerspanen wir Aluminiumlegierungen.“

Vergleichstabelle Schnittwerte © Audi

Vorher: nur 1 mm Zustellung und extremer Werkzeugverschleiß

So waren die ersten Fräsversuche an dieser Welle in keiner Weise zufriedenstellend. Für die Vorbearbeitung kam ein Standardfräswerkzeug mit Durchmesser 12 mm in einem Standardschrumpffutter zum Einsatz. Um die geforderten Genauigkeiten von wenigen Hundertstel Millimeter einzuhalten, konnte nur eine maximale Schnittbreite von 1 mm realisiert werden (siehe Vergleichstabelle Schnittwerte). Trotz dieser „schonenden“ Schnittwerte trat ein weiteres Problem auf: Nach maximal einem Bauteil war das Standzeitende des Werkzeugs erreicht.

So zogen Reinhard Kindl und sein Team ihre Haimer-Ansprechpartner zu Rate. Da sich die labile Spannsituation nicht ändern ließ, empfahl Oliver Lechner, bei Haimer Vertriebsleiter Deutschland Süd, das Komplettwerkzeug neu zu konfigurieren. Denn seiner Erfahrung nach, „genügt es bei einer derart anspruchsvollen Bearbeitungssituation meistens nicht, nur das Fräswerkzeug auszutauschen. Letztendlich hat der Werkzeughalter den gleichen Einfluss auf den Prozess wie die Schneide selbst.“

Das Team aus Audi- und Haimer-Mitarbeitern ersetzte schließlich den bisherigen Standardfräser durch einen Power Mill VHM-Fräser mit Durchmesser 12 mm von Haimer und spannte diesen in eine Schrumpfaufnahme der Haimer-Power-Serie mit Safe-Lock-System. Während das Power Shrink Chuck für maximale Schwingungsdämpfung sorgt, gewährleistet die Ausziehsicherung Safe-Lock, dass das Werkzeug auch bei starker Umschlingung nicht aus der Aufnahme gezogen wird. Das Power Shrink Chuck ist standardmäßig mit dem Cool Jet-System ausgestattet, das über Bohrungen im Spannfutter dafür sorgt, dass der Kühlschmierstoff mit 80 bar bis zur Schneide transportiert wird.

Nachher: neunfache Schnittbreite, dreimal höhere Werkzeugstandzeit

Gemeinsam plante das Team den Bearbeitungsprozess, wählte eine passende Programmierstrategie und optimierte die Schnittparameter (siehe Vergleichstabelle Schnittwerte). Das erfreuliche Ergebnis: Bei leicht erhöhten Geschwindigkeiten ließ sich bei gleicher Schnitttiefe die Schnittbreite auf 9 mm – also das Neunfache – steigern.
Dietmar Ungar, Teamleiter Anwendungstechnik bei Haimer, erklärt: „Das Power Mill-Werkzeug aus unserem Hochleistungshartmetall mit zähem Kobaltanteil konnte im Zusammenwirken mit dem verstärkten Power Schrumpffutter die in der Bearbeitung auftretenden Schwingungen dämpfen.“ Die hohe Laufruhe sorgte auch für eine sichtbar bessere Oberflächengüte und für einen geringeren Verschleiß des Werkzeugs. Dessen Standzeit erhöhte sich aufs Dreifache, was Werkzeugwechselzeiten und damit die Maschinenstillstandzeiten reduziert. Durch den gleichmäßig auf alle Schneiden verteilten Verschleiß kann Haimer das Werkzeug anschließend nachschleifen, wodurch ein erneuter Einsatz möglich wird.“

Bearbeitungszeit von acht auf fünf Stunden gesenkt

Auch in einer zweiten Operation, dem Schruppen und Schlichten von Taschennuten mit einem ähnlich aufgebauten Haimer-Komplettwerkzeug vom Durchmesser 8 mm, nahm die Produktivität um 300 Prozent zu. Beide Verbesserungen beim Fräsen wirken sich überaus günstig auf die Gesamtbearbeitungszeit und Produktivität aus: Während das Bauteil vorher acht Stunden benötigte, ist es jetzt in fünf Stunden fertig – und die Maschine ist frei für weitere Aufträge.

zusätzliche Links
Weiterführende Information
  • Präzisionswerkzeuge

    Thema des Monats November 2017

    News, Anwenderberichte und viele Bilder von neuen Produkten: Die Form+Werkzeug-Redaktion hat für Sie die Highlights in Sachen Präzisionswerkzeuge gesammelt – mit dem Schwerpunkt auf den Werkzeug- und Formenbau versteht sich.   mehr

Unternehmensinformation

Audi AG

DE 85045 Ingolstadt

Haimer GmbH

Weiherstr. 21
DE 86568 Igenhausen
Tel.: 08257 9988-0
Fax: 08257 1850

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