Präzise Verzahnung für zielgerichtete Kühlung

„Für das Fräsen der Verzahnungen führt für uns kein Weg an den Horn-Werkzeugen vorbei“, berichtet Sebert. Ausgangspunkt der Entwicklung war das Krisenjahr 2009. Der Startschuss der Entwicklung der Kühlmittelringe war im schwierigen Wirtschaftsjahr 2009. Aufgrund der weltweit schlechten Auftragslage entstand bei Asch & Sebert die Idee, ein eigenes Produkt auf den Markt zu bringen. Der Bedarf ergab sich aus der eigenen Fertigung. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Präzisionsteile für den Maschinen- und Anlagenbau. Zum Leistungsspektrum zählen CNC-Drehen und -Fräsen sowie Sonderlösungen für anspruchsvolle Fertigungsaufgaben.

Wie in vielen Fertigungen stellte sich auch bei Asch & Sebert das Problem mit der Kühlmittelzufuhr von unterschiedlich langen Werkzeugen. „Hier begannen wir mit der Entwicklung des automatisch einstellbaren Kühlmittelrings“, berichtet Sebert.

Nach mehreren Prototypen folgten Langzeittests auf den firmeneigenen Maschinen. „Wir haben geprüft, ob vergleichbare Konzepte existieren“, sagt Sebert. 2015 meldete Asch & Sebert das System schließlich zum Patent an.

Der Markteintritt erwies sich allerdings als schwierig. Ohne größeres Marketingbudget blieb der Vertrieb zunächst zäh. Gespräche mit Maschinenherstellern führten nicht immer zum Erfolg. Inzwischen ist der Kühlmittelring jedoch bei mehreren Maschinenbauern im Einsatz. Fanuc entwickelte zudem eine Softwarelösung, die die Düsenposition automatisch aus den hinterlegten Werkzeugdaten ableitet.

Die mechanischen Komponenten fertigt Asch & Sebert im eigenen Haus. Kern des Systems ist eine Mechanik mit Stellverzahnung, über die sich die Kühlmitteldüsen synchron verstellen. Für das Fräsen dieser Verzahnung mit Modul 1 setzt das Unternehmen auf ein Zirkularfrässystem der Paul Horn GmbH.

Zum Einsatz kommt das Zirkularfrässystem 623. Das Sonderprofil der sechs Zähne des Werkzeugs gleicht dem Soll-Profil der Zahnflanken des Werkstücks. Die Auskragung des Werkzeugs ist aufgrund der Gegebenheiten lang. Durch den schwingungsdämpfenden Vollhartmetallschaft gibt es keine Probleme mit Vibrationen des Werkzeugs auf. Die präzise Schnittstelle zwischen Träger und Schneidplatte ermöglichen einen µ-genauen Rund- und Planlauf der Schneidplatte beim Wechsel. Das Schruppen und Schlichten geschieht mit demselben Werkzeug.

Die Verzahnungen werden in mehreren Zustellungen gefertigt. Trotz hoher Schnittkräfte zeigen sich keine Rattermarken. „Wir könnten im Vollschnitt arbeiten, setzen aber bewusst auf mehrere Zustellungen, um die Verzahnungsqualität dieses zentralen Bauteils abzusichern“, erklärt Sebert.

Das Zirkularfrässystem von Horn bietet dem Anwender eine Reihe von Verfahrensvorteilen: Es ist schnell, prozesssicher und erzielt gute Oberflächenergebnisse. Dabei taucht das auf einer Helixbahn geführte Werkzeug schräg oder sehr flach in das Material ein. Dadurch lassen sich beispielsweise Gewinde in reproduzierbar hoher Qualität herstellen.
Im Vergleich zur Bearbeitung mit Wendeschneidplatten bei größeren Durchmessern oder VHM-Fräsern bei kleineren Durchmessern ist Zirkularfräsen in der Regel wirtschaftlicher. Zirkularfräser haben ein breites Einsatzgebiet. Sie bearbeiten Stahl, Sonderstähle, Titan oder Aluminium und Sonderlegierungen. Die Präzisionswerkzeuge eignen sich besonders für die Prozesse Nutfräsen, Bohrzirkularfräsen, Gewindefräsen, T-Nutfräsen, Profilfräsen sowie Verzahnungsfräsen. Sie überzeugen aber auch in Sonderanwendungen wie dem Fräsen von Dichtnuten oder bei der Pleuelbearbeitung.
Asch & Sebert bietet den Kühlmittelring sowohl in der OEM-Erstausrüstung als auch zur Nachrüstung bestehender Maschinen an. Das System besteht aus dem Kühlmittelring und einer Steuerungseinheit, die Werkzeugdaten aus der Maschinensteuerung ausliest. Alternativ ist eine Variante mit manueller Bedienung erhältlich, die ohne Anbindung an die Maschinensoftware auskommt. Der maximale Kühlmitteldruck beträgt 15 bar, was für die äußere Kühlmittelzufuhr in den meisten Anwendungen ausreichend ist.