Sonderwerkzeug mit PKD-Schneiden reduziert Bearbeitungszeit um 95 %

Werkstück Flansch für Dieselpumpe nach der Bearbeitung mit den Ingersoll PKD-Sonderwerkzeugen.

Pressol ist ein Traditionsunternehmen und führender Hersteller der Schmier- und Werkstatttechnik. Die Unternehmensgeschichte begann vor etwa 100 Jahren, als der Firmengründer Jakob Preßl seinen Pumpöler erfand. Als Maschinist auf einem Adriadampfer suchte er nach einer Möglichkeit, bei rauer See das Schmieröl auch an unzugängliche Stellen der Maschine zu spritzen. So ist dann das Flaggschiff der Firma Pressol entstanden – der legendäre Pumpöler. Nicht nur bei seiner Erfindung, sondern auch beim Firmennamen bewies der Firmengründer Jakob Preßl Kreativität. So fügte er seinem Namen Preßl noch ein „O“ hinzu und schon waren die wesentlichen Eigenschaften seines neuen Produktes beschrieben: pressen und ölen.

Die Firma Pressol wurde schließlich 1914 von Jakob Preßl in Nürnberg gegründet. Nach Ausweitung der Produktion entstand in den 60er Jahren die Fertigungsstätte in Falkenstein. Hier konnte dann auch die Kunststofffertigung wachsen und vermehrt Kunststoffteile in die Produktpalette Einzug finden sowie eine eigene Zinkdruckgießerei aufgebaut werden. 1986 begann mit der Entwicklung von pneumatischen Öl- und Fettpumpen der Einstieg in die Werkstatttechnik.

Das Werkstück Flansch für Dieselpumpen aus dem landwirtschaftlichen Bereich als Rohteil vor der Bearbeitung.

Bearbeitung von Alu-Druckguss

Bei der mechanischen Bearbeitung der eigenen Produkte setzt Pressol seit Jahren auch Zerspanungswerkzeuge von Ingersoll ein. Im Zuge der kontinuierlichen Prozessoptimierung werden die häufig wiederkehrenden Bauteile in der Fertigung von Matthias Fischer, Betriebsleiter Pressol, auf zeitgemäße, wirtschaftliche Bearbeitung untersucht. 2015 stand ein Druckguss-Gehäusedeckel für ein häufig zu fertigendes Pumpengehäuse aus AlSi12 im Fokus von Matthias Fischer. Dieses Bauteil wurde bis zum damaligen Fertigungsstand mit Vollhartmetall-Fräswerkzeugen bearbeitet. Die gesamte Bearbeitungszeit mit den VHM-Fräswerkzeugen betrug 160 Sekunden.

In einigen Beratungsgesprächen von Udo Stangl, Ingersoll Beratung und Verkauf, wurde das PKD-Alu-Bearbeitungsprogramm von Ingersoll vorgestellt. So wurde 2015 Udo Stangl beauftragt, ein modernes PKD-Werkzeugkonzept zur Bearbeitung der Gehäusedeckel anzubieten. Matthias Fischer wollte mit diesem Bauteil einen deutlichen Schritt in Richtung wirtschaftlichere Bearbeitung und kürzere Taktzeiten gehen.

Als Bearbeitungsmaschine wurde eine Chiron MILL 2000 ausgewählt. Die technische Ausarbeitung der neuen Bearbeitungswerkzeuge bei Ingersoll führte Johannes Post, Produktmanager PKD-Werkzeuge, durch. Als Ergebnis der Entwicklung entstanden zwei Senkwerkzeuge mit gelöteten PKD-Schneiden.

Testbearbeitung ein voller Erfolg

Schnittwerte für den Testeinsatz wurden von den Ingersoll-Zerspanungsspezialisten bis ins Detail geplant. Der Einsatz sollte von Udo Stangl vor Ort begleitet werden. Bei der Bearbeitung des Flansches für Dieselpumpen stellte sich die vorhandene Lackierung als zusätzliche Herausforderung dar, denn der Lack durfte keine Abplatzungen aufweisen. Für die Bearbeitung waren folgende Schnittparameter angestrebt: Drehzahl bei beiden Werkzeugen n = 4.500 U/min. Dies ergibt folgende Schnittgeschwindigkeit Vc groß: 1336 m/min sowie Vc klein: 453 m/min. Für die Zahnvorschübe pro Umdrehung ergaben sich je nach Bearbeitungsdurchmesserwerte von Fz = 0,022 mm/U bis Fz = 0,087 mm/U.

Bei der geplanten Testbearbeitung im Hause Pressol ergab sich beim ersten Termin ein Problem mit der Spannvorrichtung, dafür war aber der zweite Anlauf ein voller Erfolg. Die PKD-Senkwerkzeuge konnten mit den geplanten Schnittwerten eingesetzt werden. Die wesentlich verbesserte Oberflächenqualität fiel sofort ins Auge. Noch verblüffender war dann aber die Reduzierung der Bearbeitungszeit, denn diese konnte dramatisch verkürzt werden – von 160 auf lediglich sieben Sekunden. Durch die enorme Senkung der Bearbeitungszeit ist der Prozess deutlich produktiver geworden. Das Fertigungspotential ist mittlerweile wesentlich höher als der momentane Bedarf – so ist man aber für die erwartete Produktionssteigerung der Dieselpumpen für den landwirtschaftlichen Bereich gewappnet.

Der erste Einsatz der Ingersoll Sonderwerkzeuge mit PKD-Layer zur Alu-Bearbeitung bei Pressol hat bemerkenswerte Ergebnisse gebracht, die sicherlich bestärken, nach weiteren Anwendungen für ähnliche Spezialwerkzeuge zu suchen.

Werkzeugprogramm mit PKD-Schneidstoffen

„Ingersoll hat sich das Ziel gesteckt, die Leistungsfähigkeit des Schneidstoffes PKD in allen Bereichen optimal auszureizen“, betont Stangl. Durch die langjährige Erfahrung in der Auslegung von Sonderwerkzeugen, fundierten Kenntnissen der Anforderungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie, Know-how für leichtschneidende Fräswerkzeuge und leistungsfähige Dreh- und Bohrwerkzeuge ist eine solide und hervorragende Basis für wirtschaftliche und prozesssichere PKD-Werkzeugentwicklungen gegeben.

„Viele PKD-Werkzeuganbieter haben ihre Kernkompetenz in erster Linie in der Verarbeitung des Schneidstoffes. Sie waren Diamantschleifer und später PKD-Zulieferer der Automobilindustrie oder anderer Serienfertiger, ohne aber auf fundierte Anwendererfahrung bei der Zerspanung entsprechender Komponenten zurückgreifen zu können“, so Stangl. „Im Gegensatz hierzu baute Ingersoll das PKD-Standardprogramm auf der gewachsenen Anwendererfahrung eines langjährigen Systemlieferanten auf. Auch bei der Entwicklung von PKD-Werkzeugen für Sonderanwendungen sind die erfahrenen Anwendungs- und Konstruktionsingenieure von Ingersoll stets der Partner für wirtschaftliche und prozesssichere Lösungen.“

Das PKD-Lieferprogramm von Ingersoll gliedert sich in drei Werkzeuggruppen auf: Standardwerkzeuge mit PKD-bestückten Wendeschneidplatten, Sonderwerkzeuge mit PKD-bestückten Wendeschneidplatten und Sonderwerkzeuge mit PKD-Layer. Werkzeuge der dritten Werkzeuggruppe sind häufig besonders wirtschaftlich bei der Serienfertigung und wurden auch im vorliegenden Einsatzfall bei Pressol verwendet. Häufig können mit einem solchen Sonderwerkzeug mehrere andere Werkzeuge eliminiert werden, so dass sich enorme Einsparungen bei der Bearbeitungszeit, so wie im vorliegenden Anwendungsfall Pressol, erzielen lassen.