MAPAL Fine Boring Tool in Use

Already in the fourth generation, Ansgar Schumacher manages the business of F. Schumacher Maschinenteilefabrik GmbH & Co. KG in Bad Sassendorf-Ostinghausen. The family business with 70 employees and 30 CNC machines is specialised in the machining of demanding cast and forged parts in the weight range from five kilograms to five tonnes. The customers of F. Schumacher include a world-leading manufacturer of agricultural machinery. This manufacturer relies on crawler running gear for certain applications to achieve the highest productivity for tractors and harvesting machinery. This running gear significantly reduces the load on the ground compared to balloon tyres and also permits higher vehicle speeds. The key functional parts on this running gear include axle links for two smaller rollers in the middle of the crawler. The links, and with them the rollers, are pressed down with the aid of hydraulic cylinders. On uneven ground the rollers can move up or down with a spring action and in this way stabilise the handling.

“During the machining of the axle links made of EN-GJS 600-3 for this running gear, there are very high requirements due to two interrupted, aligned bores”, explains Ralf Herlich, technical consultant at MAPAL. The bores arranged one behind the other house a pin that sits in the rod end on a hydraulic cylinder and that is inserted through the interruptions on the top. For this purpose, both the bores must have a diameter of 59 mm with a fit of H7 with Rz = 16 μm over a total length of 177 mm. Occasional increases in hardness in the area of the thin protrusions at the interruptions are a challenge during the machining of these bores, along with the interrupted cut. Machining is undertaken on two machining centres from Nigata with a BT 50 connection; workpieces clamped on pallets with a zero point clamping system are fed with the aid of an automatic pallet changer with 60 stations.

“In the past F. Schumacher undertook the fine machining by boring after pre-boring with a diameter of 58.65 mm”, recalls MAPAL application engineer Frank Pfeiler. However, this process was not satisfactory in relation to the stability of the process or in relation to the productivity. The spindle tool with long projection reacted sensitively to fluctuations in the stock removal, for instance. There were difficulties in relation to the cylindricity, machining time and dimensional accuracy. The employees had to dedicate a lot of time and effort to be able to provide the necessary number of parts to the customer despite the problems. The process was therefore neither particularly cost-effective nor reliable. Ansgar Schumacher finally turned to MAPAL with this challenge as he searched for the optimal machining
strategy.
 

„Bei dieser Anfrage traf es sich gut, dass wir bei MAPAL kürzlich für ähnlich gelagerte Einsatzfälle ein neues Werkzeugkonzept entwickelt haben“, erinnert sich Ralf Herlich. Statt eines Spindelwerkzeugs kommt hierbei ein mehrschneidiges Feinbohrwerkzeug mit Führungsleisten zum Einsatz. Die Mehrschneidigkeit ermöglicht eine deutliche Verringerung der Bearbeitungszeit, während die Führungsleisten für höchste Genauigkeit sorgen. Das Werkzeug kann zudem hochpräzise eingestellt werden. Das axiale Einstellmaß der Schneiden wird exakt auf die Drehzahl und den Vorschub der jeweiligen Bearbeitung abgestimmt. Die entsprechende Verteilung des Materialabtrags auf die Schneiden sorgt für hohe Standzeiten und eine sehr gute Oberflächenqualität.

Die Experten von MAPAL passten das Werkzeug speziell auf den spezifischen Einsatzfall bei F. Schumacher an. Sie konfigurierten das Feinbohrwerkzeug mit sieben Führungsleisten aus Cermet sowie drei asymmetrisch angeordneten TEC-Wendeschneidplatten. Die Spannung der TEC-Platten übernimmt das EasyAdjust-System (EA-System), das die Wendeschneidplatte spielfrei und stabil aufnimmt. In die Kassette ist die Verjüngung der Nebenschneide bereits integriert. Der entsprechende Einstellaufwand entfällt. Dank der exakten Führung der Kassette auf einem Präzisionsführungsstift bleibt die Verjüngung auch während der Durchmessereinstellung unverändert.  Bei der Bearbeitung der Bohrungen mit einem Vorschub von 0,45 mm und einer Schnittgeschwindigkeit von 80 m/min erzeugt das Werkzeug im Einsatz bei F. Schumacher beste Ergebnisse.

„Mit dem von MAPAL gelieferten Werkzeug sowie der Betreuung durch den Werkzeughersteller bin ich vollauf zufrieden und vergebe dafür gerne die Bestnote“, fasst Ansgar Schumacher seine Erfahrungen zusammen. Er vermeldet sogar auf zwei Gebieten Erfolge: So habe sich nicht nur die Bearbeitungszeit im Vergleich zum vorherigen Ansatz halbiert, auch die Stabilität des Prozesses habe sich erheblich verbessert. Letzteres mache sich in der Zahl der Gutteile bemerkbar, die am Ende eines Monats an den Kunden gehen könnten. Auch die Standzeit des Werkzeugs sei mehr als zufriedenstellend. „Natürlich ist das Werkzeug als Sonderanfertigung nicht besonders kostengünstig gewesen. Vergleicht man dies aber mit dem Aufwand, der früher für die selbstentwickelte Lösungen aufgewendet werden musste, der Bearbeitungszeit und der Standzeit des Werkzeugs, so stehe die Wirtschaftlichkeit der Anschaffung völlig außer Frage“, schließt Ansgar Schumacher.