ExBurrDrill von Kempf sorgt bei Tries für gratfreie Bohrungen

Der eingesetzte ExBurrDrill mit TiAlN-Beschichtung (Durchmesser 5 mm, Z=3) bohrt innerhalb von wenigen Sekunden die vier Bohrungen im Bauteil, ohne dass diese im Nachgang noch entgratet werden müssen.

Schon bei der Gründung des Ingenieursbüros Manfred Tries im Jahr 1964 stand Qualität an oberster Stelle, sodass es nicht lange dauerte, bis zur Entwicklung und Konstruktion von Hydraulikkomponenten auch eine eigene Fertigung aufgebaut und angegliedert wurde. 1978 entstand dann die heutige Tries GmbH & Co. KG, die mittlerweile knapp 180 Mitarbeiter beschäftigt und international unter anderem für ihre Hydrauliksteuerblöcke, -ventile und zylinder bekannt ist. Dabei liegt das Augenmerk heute wie damals auf der Entwicklung und Konstruktion von individuellen Sonderlösungen, die in enger Zusammenarbeit mit den Kunden stattfinden. Daraus ergeben sich bei Tries, je nach Bauteil und Anforderung, Fertigungsmengen von wenigen Einzelstücken bis zu mehreren zehntausend Stück pro Jahr, die vor allem in Spezialfahrzeugen, Radbaggern und Kränen von verschiedenen großen und namhaften Herstellern zum Einsatz kommen.

Das Bauteil rechts und die aufgeschnittene Variante zur Untersuchung links: Gut zu erkennen sind die komplette Bohrung sowie die beiden aufgesägten Bohrungen links und rechts (im linken Bauteil). Der Bohrungsdurchmesser beträgt 5 mm, der Innendurchmesser der Hauptbohrung an dieser Stelle beträgt 14 mm.

Fehlende Prozesssicherheit

Bei der Fertigung eines Drehteils mit Querbohrungen für Hydraulikblöcke, das nur etwa 120 mm in der Länge misst und mit einer Stückzahl von etwa 25.000 Teilen pro Jahr schon zu einem Standardprodukt bei Tries gehört, stellte sich die vermeintlich „einfache“ Bohranwendung als wahrer Knackpunkt im ganzen Bearbeitungsprozess dar. Die eingesetzten Bohrer erzeugten am Bohrungsaustritt an der Innenseite des Bauteils teilweise so hohe Grataufwürfe, dass es notwendig war, die Teile im ersten Schritt von Hand und in einem zweiten Arbeitsschritt von einem externen Dienstleister noch einmal thermisch entgraten zu lassen. Hinzu kam die relativ kurze Standzeit der eingesetzten Bohrer und die daraus resultierende fehlende bzw. nicht planbare Prozesssicherheit, da immer wieder der Grataufwurf kontrolliert werden musste und die Bohrer nach unterschiedlicher Einsatzdauer (meistens bei ca. 2.000 Bohrungen) ausgetauscht werden mussten. Insgesamt war der Fertigungsablauf für den Abteilungsleiter der Serienfertigung Robert König nicht zufriedenstellend, weshalb nach einer neuen und besseren Lösung gesucht wurde.

Der in der Nahaufnahme zu sehende Bohrungsaustritt an der Innenseite des Werkstücks wurde nach etwa 4.000 Bohrungen mit dem ExBurrDrill erzeugt. Es ist keinerlei sichtbarer Grat zu erkennen.

Ein kleiner Bohrer bringt den großen Wurf

Nach mehreren Versuchen mit verschiedensten Bohrern namhafter Hersteller, die alle kein zufriedenstellendes Ergebnis in Bezug auf die Grathöhe am Bohrungsaustritt erzielen konnten, wurde man bei Tries schließlich auf den ExBurrDrill aus dem Hause Kempf aufmerksam. Der gratminimale Bohrer, eine Entwicklung des Entgratspezialisten, verspricht außerdem durch seine spezielle Geometrie, dass keine Bohrkappen am Bauteil hängen bleiben. Mit Unterstützung des Kempf-Außendienstmitarbeiters Thomas Welte wurde der Bohrer kurzerhand bei Tries getestet. Obwohl die Erwartungshaltung seitens Tries durch die vielen Vorversuche nicht allzu groß war und eine zufriedenstellende Performance schon erreicht gewesen wäre, wenn man auf das externe thermische Entgraten verzichten könnte, überraschte die Leistungsfähigkeit des ExBurrDrills deshalb umso mehr. Auf mehreren Maschinen eingefahren, war der Grataufwurf am Bohrungsaustritt selbst nach vielen tausend erzeugten Bohrungen nicht sichtbar bzw. kaum messbar. Im seither laufenden Dauerbetrieb ist die Performance so gut, dass prinzipiell kein Kontrollaufwand mehr besteht, sondern bei ca. 20.000 Teilen der Bohrer vorsorglich gewechselt wird, um einem gegebenfalls entstehenden Grataufwurf vorzubeugen.

Bei diesen Bauteilen kommt der ExBurrDrill mit insgesamt drei verschiedenen Durchmesservarianten zum Einsatz. Die vierte Durchmesservariante mit 3 mm ist im Moment noch in der Erprobungsphase.

Robert König
Abteilungsleiter Serienfertigung bei der Tries GmbH & Co. KG

„Der ExBurrDrill hat unseren Prozess deutlich stabiler gemacht. Kein Grat, keine Nacharbeit – und das bei einer Standzeit, die ein Vielfaches unserer bisherigen Werkzeuge erreicht.“

Performancesteigerung und Fertigungsoptimierung

Seit dem Einsatz des Kempf ExBurrDrills müssen die Bohrungsaustritte nicht mehr nachbearbeitet werden. Der ständige Kontrollaufwand und die mit dem Werkzeugwechsel einhergehenden Maschinenstillstände gehören ebenso der Vergangenheit an. Robert König, Abteilungsleiter der Serienfertigung, zeigt sich begeistert: „Nach dem ersten erfolgreichen Einsatz des ExBurrDrills wird der Bohrer bei uns nun auch bei anderen Bauteilen in insgesamt drei verschiedenen Durchmessern eingesetzt. Dabei muss der Bohrer pro Bauteil bis zu acht Bohrungen durchführen und selbst bei diesen Anwendungen haben wir keine Probleme mehr mit entstehendem Grataufwurf.“

Entwickelt für minimalen Grat

Der Kempf ExBurrDrill besticht durch weitere Vorteile, die die Bearbeitung im Vergleich zum Einsatz mit Standardbohrern in vielen Bereichen optimieren können. Um das volle Vorteilsspektrum ausnutzen zu können, wird der Spezialbohrer von Kempf aber nicht als Werkzeug von der Stange angeboten, sondern individuell für die entsprechende Kundenanwendung im Durchmesserbereich 0,8 bis 20 mm gefertigt. Unter Berücksichtigung der Eingriffsverhältnisse am Bohrungsaustritt und des Werkstoffmaterials des Bauteils wird die Werkzeuggeometrie des ExBurrDrills parametrisiert ausgelegt. Die individuelle Werkzeugfertigung ermöglicht es zudem, gleich mehrere Prozessschritte in einem Bohrvorgang zu kombinieren. Durch den Einsatz eines Stufenbohrers beispielsweise können sowohl der nachgelagerte Entgratprozess als auch ein Senk- oder Aufbohrprozess entfallen. Dies reduziert Werkzeugwechselzeiten sowie Hauptzeiten auf der Maschine.

Prinzipiell wurde der ExBurrDrill dafür konzipiert, bei idealerweise höheren Vorschubwerten als bei Standardbohrern gratminimal zu bohren und dabei auch keine Bohrkappen zu hinterlassen, die immer eine Gefahr für nachfolgende Werkzeuge darstellen. Durch die spezielle Schneide des ExBurrDrills besteht diese Gefahr dort nicht. Sollte ein Kantenbruch am Werkstück erforderlich sein, wird das nachfolgende Entgratwerkzeug durch den geringen Restgrat deutlich entlastet. Falls die Bohrung ECM-entgratet wird, läuft auch das mit wesentlich weniger Störungen, da der Restgrat erheblich kleiner ist.