Superlative Fine Boring – Grüner Relies on MAPAL

“We are a manufacturer of high-performance machining centres as well as a supplier of cast aluminium and magnesium parts. We procure the raw parts for the specific project and machine them ourselves on CNC machines developed and manufactured in-house”, explains Eberhard Lang, Head of Production at the Merklingen works of GRUNER Systemtechnik GmbH & Co KG. The company has a strong market position as a tier 1 or tier 2 system supplier in the area of gearbox and steering housings, as well as engine and structural parts, along with electric motor housings made of aluminium or magnesium for the automotive sector. A significant portion of the company’s success is based on its use of machines and systems designed, developed and manufactured in-house. The machining philosophy is fundamentally different to the usual approaches on machine tools. While normal systems often operate with rather simply structured tools that are guided along complex paths, at GRUNER, if possible, complex tools are used that can complete the machining task in only one feed movement. These include, for example, complex multi-spindle machining heads that can machine numerous bores and fits at once in only one machining step. Demanding multi-stepped tools that undertake numerous machining tasks in the interior of a gearbox housing with only one feed movement are a further speciality. This unique approach results in extraordinarily high productivity and quality.

Klaus-Dieter Reichersdorfer, technical consultant at MAPAL, emphasises: “GRUNER has worked closely with us for decades during the development of machining tools for such machining tasks.” A high point of this development partnership is a multi-stepped fine boring tool for finishing a hybrid gearbox housing. With a length of 735 mm and a maximum diameter of 313.5 mm, this tool weighs 207 kg. On its 20 steps, a total of 80 highly accurately ground PCD components are arranged, 58 cutting edges and 22 guide pads for stabilisation. All cutting edges can be replaced and adjusted. The finishing tool is accompanied by a similar roughing tool that, however, is not adjustable and is therefore of simpler design.

„Bei einem derart komplexen Werkzeug ist die Instandhaltung ein sehr wichtiger Faktor“, sagt Werner Hanusch, Leiter Einstellraum des Werks in Merklingen. Auf den einzelnen Stufen sind über den Umfang zumeist jeweils drei identisch geschliffene Schneiden angeordnet, die die Mitarbeiter im Einstellraum über Stellschrauben in unterschiedlichen Richtungen beziehungsweise Winkeln verstellen können. Je nach Aufgabenstellung haben die Schneiden unterschiedliche Formen: von der einfachen Meißelkontur bis zur anspruchsvollen Freiformgeometrie. Eine Justierung ist immer dann fällig, wenn die Nachmessung der gefertigten Teile mittels 3D-Messsystem zeigt, dass bei einem oder mehreren Maßen die sogenannte Eingriffsgrenze, die noch innerhalb der einzuhaltenden Toleranzgrenze liegt, erreicht oder überschritten wird. Um das komplexe Werkzeug erfolgreich einzustellen, ist eine hohe Qualifikation und zugleich viel Erfahrung sowie Fingerspitzengefühl gefragt. Die einzelnen Schneiden können die Mitarbeiter über bis zu vier unabhängige Verstellmöglichkeiten für Größen wie radiale Position, Höhe, Neigung oder Spanwinkel einstellen. Zudem müssen sie alle Schneiden einer Stufe mit großer Genauigkeit exakt gleich ausrichten.  

„Für diese Arbeiten verwenden wir das Einstellgerät UNISET-V, das MAPAL speziell für dieses hohe Werkzeuggewicht ausgelegt hat“, sagt Werner Hanusch. In der bei GRÜNER eingesetzten Ausstattung hat das Gerät zudem zwei Bildschirme. So können die Mitarbeiter im Einstellraum sowohl die Grundeinstellungen im Auge behalten als auch zeitgleich bestimmte Details mit erhöhter Auflösung betrachten. Das ist insbesondere bei der Feineinstellung hilfreich. Der Hauptbildschirm zeigt hierbei kontinuierlich die wesentlichen Zahlenangaben an. Für jedes Werkzeug muss zunächst ein Mess- und Einstellprogramm erstellt werden. GRÜNER setzt das UNISET-V sowohl für die Grundeinstellung eines neu angelieferten Werkzeugs als auch zum Nachjustieren ein. Für eine Nachjustierung sind beispielsweise in der Regel ein bis zwei Arbeitsstunden einzuplanen. Fertig eingestellte Werkzeuge hält GRÜNER bis zu ihrem Einsatz im UNIBASE-M Werkzeugausgabesystem von MAPAL vor.

„Da wir mit dem derzeitigen Einstellgerät von den Dimensionen der Prüfobjekte her an die Grenze kommen, beteiligen wir uns zusammen mit MAPAL an der Entwicklung eines größeren Nachfolgesystems“, sagt Eberhard Lang. Diese aus der jahrzehntelangen engen Zusammenarbeit gewachsene Partnerschaft auch bei Entwicklungsprojekten sei eine wesentliche Grundlage für den eigenen Erfolg. Bei solchen Werkzeugen sei der enge Kontakt der beteiligten Experten elementar, da die Anforderungen an das Werkzeug deutlich über die Angaben in Bauteil- und Werkzeugzeichnung hinausgehen. Gerade bei den besonders anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben, die bei GRÜNER zum Alltagsgeschäft gehören, sei dieses Zusammenspiel entscheidend für den Erfolg. Denn letztlich hingen die Qualität des Produkts und die Produktivität des Herstellprozesses entscheidend von der Perfektion des Werkzeugs und der Sorgfalt bei seiner Einstellung ab.