WFL M40-G: Feinschliff in der Fertigung

Zwei Komplettbearbeitungszentren des Typs M40-G MILLTURN mit einer maximalen Bearbeitungslänge von 2.000 mm und einem maximalen Drehdurchmesser von 520 mm befinden sich in den Fertigungshallen von Kapp Niles im Einsatz.

Das Traditionsunternehmen Kapp Niles existiert bereits seit über 120 Jahren. Seit Anbeginn beschäftigt sich die Firma Niles mit der Entwicklung von Zahnradbearbeitungsmaschinen und konnte sich dahingehend einen großen Know-how-Vorsprung verschaffen. 1953 gründete Bernhard Kapp das Unternehmen Kapp & Co. Die beiden Unternehmen wuchsen 1997 zu einer Unternehmensgruppe zusammen.

Herzstück der M40-G bildet die Dreh-Bohr-Fräseinheit mit X-, Y- und B-Achse. Diese leistet bis zu 33 kW und reicht bis zu 214 Nm Drehmoment. Die linke Drehspindel wurde bewusst für schwerste Zerspanungsaufgaben ausgelegt und sorgt mit 54 kW und 2.000 Nm für entsprechende Produktivität beim Drehen.

Michael Kapp
Produktionsleiter bei Kapp Niles

„Höchste Genauigkeit und beste Oberflächengüte spielen bei Kapp Niles die Hauptrolle und stellen die wichtigsten Anforderungsmerkmale an unsere Maschinen dar.
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International agierend

Die typischen Anwendungen von Kapp Niles findet man vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie wieder. Die größeren Schleifmaschinen werden unter anderem in die Bereiche Mining, Windenergie und Bahn geliefert. Die Hauptprodukte sind Wälzschleifmaschinen, Profilschleifmaschinen, Verzahnungsmessmaschinen sowie Schleif- und Abrichtwerkzeuge. Dabei können Werkstücke mit Durchmessern von 8,0 bis 8.000 mm und Längen bis 2.200 mm geschliffen werden. Auch Sondermaschinen, auf welchen vor allem hochgenaue Luftfahrtteile und Schraubenrotoren bearbeitet werden, bilden ein großes Marktsegment.

„Höchste Genauigkeit und beste Oberflächengüte spielen bei Kapp Niles die Hauptrolle und stellen die wichtigsten Anforderungsmerkmale an unsere Maschinen dar“, so Michael Kapp, Produktionsleiter bei Kapp Niles. Bei Verzahnungen spielt die Festigkeit natürlich eine große Rolle. Nach vorgenommener Härtung der Werkstücke können diese in den Kapp Niles-Maschinen geschliffen werden. Reproduzierbarkeit ist dabei ein sehr wichtiges Thema.

Ein kleiner Auszug von verschiedenen Komponenten, welche auf den MILLTURNs produziert werden. Den Großteil der Fertigung machen kleinere Lose von 1 bis 5 aus.

Komplettbearbeitung auf dem Vormarsch

Das Maschinenkonzept der Komplettbearbeitung ist für Kapp Niles nicht neu. „Vor ca. 15 Jahren hielt dieses Konzept bereits Einzug und hatte seither großen Einfluss auf die gesamte Fertigung“, erinnert sich Sascha Forkel, Leiter der Kubischen Bearbeitung. Damals schon wurden die Vorteile der Komplettbearbeitung erkannt und in zwei Dreh-Bohr-Fräszentren investiert. Diese langjährige Erfahrung spielte einen entscheidenden Faktor bei der Ersatzinvestition. Es musste wieder eine Gegenspindelmaschine mit Revolver her. Basierend auf einer Marktanalyse und einer detaillierten Prüfung möglicher Lieferanten fiel die Wahl letztlich auf WFL. „Wir entschieden uns für die Maschinen, welche für uns qualitativ den besten Eindruck machten, und das waren die MILLTURNs von WFL“, betont Michael Kapp.

Mit den Maschinen, welche Kapp Niles bisher im Einsatz hatte, stieß man bei einigen Bearbeitungen an die Grenzen. Bei den MILLTURNs von WFL kann das Leistungspotenzial der Werkzeuge nun voll ausgeschöpft werden, Reserven inklusive. Aktuell wird auf den neuen Dreh-Bohr-Fräszentren auch hartgedreht – und das in der gewünschten Qualität.

Aktuell werden hunderte verschiedene Komponenten, welche in den Kapp Niles Schleifmaschinen verbaut werden, auf den beiden MILLTURNs gefertigt.

Sascha Forkel
Leiter Kubische Bearbeitung Kapp Niles

„Die längere Lebensdauer einer MILLTURN im Vergleich zu anderen Komplettbearbeitungszentren war auf jeden Fall eines der Argumente, das für den Kauf sprach.
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Stabilität und Genauigkeit überzeugen

„Wichtige Entscheidungskriterien waren obendrein die Steigerung der Produktivität, hohe Stabilität und Genauigkeit, maximale Zuverlässigkeit und eine möglichst hohe Verfügbarkeit. Wir gehen davon aus, dass wir unsere MILLTURNs viel länger als zehn Jahre im Einsatz haben werden“, erklärt Forkel. Das Schrägbettkonzept und der Kreuzschlittenaufbau sichern langfristige Stabilität und Genauigkeit. Eine Besonderheit ist vor allem die mechanische Dreh-Bohr-Fräseinheit mit hoher Performance und minimaler Störkontur. Dieser Aufbau erlaubt es, kurze Werkzeuge einzusetzen und somit hohe Genauigkeit bei maximalem Spanabtrag zu erreichen.

Einen weiteren ausschlaggebenden Punkt für den Kauf der Maschinen spielte auch der Service. „Damals hatten wir uns umgehört und sehr gute Referenzen zu WFL erhalten“, fährt Forkel fort. „Angefangen von kaufmännischen, technischen bis hin zu softwarerelevanten Themen während der Auftragsabwicklung liefen alle Fäden bei einem kompetenten WFL-Projektmanager zusammen. Damit konnten innerhalb kürzester Zeit sämtliche Anliegen und Themen professionell erledigt werden“, freut sich der Fertigungsleiter. Die MILLTURNs von WFL sind die neuesten Maschinen bei Kapp Niles und sollen auch die ersten sein, die automatisiert werden. „Wir haben hier ein gutes Gefühl, wenn wir diese in naher Zukunft nachrüsten, da wir erstens alles aus einer Hand bekommen und wir zweitens Gewissheit haben, dass es am Ende funktioniert“, so Forkel weiter.

Das Projektteam vor der M40-G MILLTURN (v.l.n.r.): Bruno Reisbeck und Andreas Lehner, regionale Verkaufsmanager Deutschland bei WFL, Sebastian Morgenroth, Programmierer bei Kapp Niles, Sascha Forkel, Leiter Kubische Bearbeitung Kapp Niles, Michael Kapp, Produktionsleiter bei Kapp Niles, Christian Brückner, Bediener bei Kapp Niles.

Infos zum Anwender

Kapp Niles ist eine global agierende Unternehmensgruppe mit hochwertigen und wirtschaftlichen Lösungen rund um die Feinbearbeitung von Verzahnungen sowie Profilen und ist Partner für Unternehmen zahlreicher Branchen in den Sparten Mobilität, Automatisierung und Energie. Kapp Niles agiert mit seinen neun Produktionsstandorten weltweit und beschäftigt knapp 1.000 Mitarbeiter in der Gruppe.

Kompromisslos effizient

Auf den beiden M40-G werden aktuell verschiedenste Komponenten für die Kapp Niles-Schleifmaschinen produziert, so zum Beispiel Spindeln, Werkzeuggrundkörper, Lagergehäuse und verschiedenste Flansch- und Wellenteile. Besonders rotationssymmetrische Werkstücke werden darauf verarbeitet. Das Hartdrehen, welches in der Vergangenheit auf den bestehenden Maschinen nicht in der geforderten Toleranz möglich war, lässt sich nun prozesssicher umsetzen. „Bei den Bearbeitungen als auch bei den Werkzeugen gibt es noch sehr viel Luft nach oben“, ist sich Michael Kapp sicher.

Mit den MILLTURNs konnten auch bereits Bearbeitungszeiten optimiert werden, da die Maschinen leistungsfähiger sind und vor allem stabiler. Aktuell werden sämtliche Programme umgeschrieben und auf den MILLTURNs eingespielt. In späterer Folge erhofft man sich hier noch einen größeren Effekt in puncto effizienteres Fertigen zu erzielen.

Im Hause Kapp Niles werden die Programme extern mittels CAD (Siemens NX) erstellt. Bevor das Programm an die Maschine übermittelt wird, werden sämtliche Abläufe dokumentiert und simuliert. Zwei Mitarbeiter sind aktuell für die Programmierung verschiedenster Werkstücke an den beiden MILLTURNs verantwortlich, berechnen neue Spannsituationen und legen die Bearbeitung optimal aus.

Die Maschinenbaureihe RX 59 wird beim Vor- und Fertigschleifen von vorprofilierten Schraubenrotoren aus Guss oder Stahl eingesetzt. In diesem Maschinentyp sind einige Komponenten verbaut, welche auf der MILLTURN hergestellt werden.

Details im Fokus

Die Bearbeitungslängen und -durchmesser an den beiden M40-G MILLTURNs werden komplett ausgenutzt. Das Portfolio der Werkstücke reicht von Kaffeetassengröße bis zum maximalen Drehdurchmesser von 520 mm. Herzstück der Maschine bildet die Dreh-Bohr-Fräseinheit mit X-, Y- und B-Achse. Diese leistet bis zu 33 kW und reicht bis zu 214 Nm Drehmoment. „Die Ausführung der Frässpindel mit 12.000 Umdrehungen pro Minute ermöglicht obendrein den effizienten Einsatz sehr kleiner Werkzeuge und erfüllt die Anforderungen von Kapp Niles“, bringt es Bruno Reisbeck, Regionaler Verkaufsmanager WFL, auf den Punkt. Die linke Drehspindel wurde bewusst für schwerste Zerspanungsaufgaben ausgelegt und sorgt mit 54 kW und 2.000 Nm für entsprechende Produktivität beim Drehen. Die rechte Drehspindel wurde mit einem hochdynamischen integrierten Spindelmotor mit maximal 33 kW und 550 Nm bestückt.

Um bei sehr harten und schwer zerspanbaren Werkstoffen eine entsprechende Zerspanungsleistung, Werkzeuglebensdauer und Prozessstabilität zu garantieren, verfügen die Maschinen über 150 bar Kühlmittelpumpen. Diese sorgen für guten Spanbruch und eine optimale Kühlung der Schneide und somit für eine erhöhte Lebensdauer der Werkzeuge. Am unteren Schlittensystem verrichtet ein 2x12-fach Scheibenrevolver mit angetriebenen Werkzeugen verlässlich seinen Dienst. Oberes und unteres System können jeweils auf beiden Spindeln oder auf einer Spindel simultan eingesetzt werden. Entscheidend für die Produktivität ist der große Umlauf über dem Revolver von 350 mm, wodurch auch sehr große Teile auf die Gegenspindel automatisch übergeben werden können. Aufgrund der Vielseitigkeit und der Optionen in der Maschine fiel bei der Anschaffung die Entscheidung für die Variante mit Gegenspindel relativ schnell.

Digitalisierung hält Einzug

Datenprotokollierung wird ein immer wichtigeres Thema. Ein hoher Grad an Vernetzungsmöglichkeiten ist daher auch für Kapp Niles sehr wichtig: Durch den hohen Grad an generierten Prozessdaten als auch der Verfügbarkeit von Daten der Maschinenzustände sind die Maschinen bestens für die Zukunft gerüstet. „Die Prozessüberwachung iControl von WFL garantiert prozesssichere Abläufe, was eine entscheidende Voraussetzung für zukünftige Automatisierungslösungen darstellt. Selbst für die Automatisierung verfügt WFL über ein umfangreiches Spektrum an Lösungen aus dem eigenen Haus“, sieht sich Michael Kapp für die Zukunft gerüstet.