Produktivitätssteigerung bei der Bearbeitung von Passfedernuten

Überdenken der Bearbeitungsstrategie für Motorwellen

Passfedernuten sind ein häufiges Merkmal bei Komponenten wie Motorwellen, die in Automobil- und Industrieanlagen verwendet werden. Diese Passfedernuten sind als geschlossene Passfedernuten konzipiert, bei denen das Schneidwerkzeug nicht von der Seite des Werkstücks ein- oder austreten kann.

Aufgrund dieser Zugangsbeschränkungen können T-Nutenfräser nicht verwendet werden, weshalb Schaftfräser das am häufigsten verwendete Werkzeug für die Bearbeitung dieser Merkmale sind.

Dieser Ansatz bringt jedoch oft Herausforderungen sowohl bei der Bearbeitungseffizienz als auch bei der Prozesseinrichtung mit sich.

Die Produktivitätsherausforderung bei der Bearbeitung von Passfedernuten

Beim Fräsen von geschlossenen Passfedernuten mit einem Schaftfräser muss das Werkzeug zunächst einen Eintritt in das Material schaffen, bevor die Nut erzeugt werden kann.

Da Schaftfräser primär nicht zum Bohren konzipiert sind, erfolgt der Eintritt in der Regel durch schrittweise Einstech- oder Ramping-Bewegungen, bevor das Werkzeug mit dem seitlichen Schneiden zur Formung der Nut beginnt.

Diese Strategien erfordern mehrere Werkzeugwege, was die Bearbeitungszeit erhöht.

Um die Anzahl der Fräsdurchgänge zu reduzieren, bohren einige Hersteller zuerst eine Pilotbohrung und führen dann den Nutvorgang mit einem Schaftfräser durch. Dies reduziert zwar die Fräszeit, führt aber zu einer weiteren Ineffizienz: Werkzeugwechseln.

Infolgedessen stellt das Nutenfräsen von Passfedernuten oft einen klassischen Kompromiss dar:

• Die Reduzierung der Schnittzeit führt tendenziell zu einer höheren Anzahl von Arbeitsgängen
• Die Reduzierung der Arbeitsgänge führt tendenziell zu längeren Rüst- und Werkzeugwechselzeiten

Dieses Gleichgewicht zwischen Bearbeitungseffizienz und Prozesskomplexität kann Produktivitätsverbesserungen erschweren.

Integration von Bohren und Nutenfräsen in einen Prozess

Eine Möglichkeit, diese Einschränkung zu überwinden, besteht darin, die Bearbeitungsstrategie selbst zu überdenken.

Der TungMeister VVFH Multifunktionskopf von Tungaloy wurde entwickelt, um Bohrkapazität mit der Leistung eines Schaftfräsers zu kombinieren, sodass beide Operationen nacheinander mit einem einzigen Werkzeug durchgeführt werden können.

Bei diesem Ansatz erstellt das Werkzeug zuerst die Eintrittsbohrung und geht dann direkt in den Nutfräsvorgang über.

Durch den Wegfall von Werkzeugwechseln können Hersteller die Bearbeitungssequenz vereinfachen und gleichzeitig die Nebenzeiten reduzieren.

Wichtige Konstruktionsmerkmale des TungMeister VVFH Multifunktionskopfes

Optimierte Geometrie für die Spanevakuierung

Der Multifunktionskopf verfügt über ein Taschendesign, das für eine effiziente Spanevakuierung während der Bohrvorgänge optimiert ist.

Diese Geometrie hilft, Spanansammlungen in der Eintrittsbohrung zu verhindern und sorgt für stabile Schnittbedingungen beim Übergang vom Bohren zum Nutenfräsen.

Eine effektive Spanevakuierung reduziert zudem das Risiko von Spanstau, der beim Fräsen tiefer Passfedernuten zu Vibrationen oder instabilen Schnitten führen kann.

Drei-Schneiden-Design mit Zentrumschnitt

Das Werkzeug verfügt über eine dreischneidige Zentrumschnitt-Geometrie, die es ermöglicht, dass alle Schneidkanten am Bohrvorgang beteiligt sind.

Dieses Design verteilt die Schnittlasten gleichmäßiger im Vergleich zu herkömmlichen Schaftfräsern, bei denen die Werkzeugmitte einen ungleichmäßigen Eingriff erfahren kann.

Das Ergebnis ist eine stabilere Bohrleistung und eine gleichmäßige Spanbildung.

Umwandlung separater Arbeitsgänge in einen kontinuierlichen Prozess

Mit diesen Konstruktionsmerkmalen können Arbeitsgänge, die traditionell separat durchgeführt wurden – wie das Bohren von Pilotlöchern und das Nutenfräsen – nun kontinuierlich mit einem einzigen Werkzeug ausgeführt werden.

Dieser Ansatz vereinfacht den Bearbeitungsprozess und behält gleichzeitig eine stabile Schnittleistung während des gesamten Vorgangs bei.

Anwendungsbeispiel

Werkstück: Motorwelle (Stahl)
Merkmal: Geschlossene Passfedernut

Herkömmlicher Prozess

Bohren der Pilotbohrung
→ Werkzeugwechsel
→ Nutenfräsen mit Schaftfräser

Verbesserter Prozess

Pilotbohrung und Nutenfräsen werden kontinuierlich mit einem TungMeister VVFH Multifunktionskopf durchgeführt

Ergebnis

• Reduzierte Rüstzeit
• Weniger Werkzeugwechsel
• Optimierte Bearbeitungswege
• Kürzere Gesamtbearbeitungszeit

Ein einfacherer Ansatz für das Nutenfräsen von Passfedernuten

Geschlossene Passfedernuten sind aufgrund des eingeschränkten Werkzeugzugangs oft schwierig zu bearbeiten. Obwohl Schaftfräser für diese Anwendungen weit verbreitet sind, erfordern herkömmliche Bearbeitungsstrategien oft einen Kompromiss zwischen Bearbeitungseffizienz und Prozessvereinfachung.

Der TungMeister VVFH Multifunktionskopf bietet einen alternativen Ansatz, indem er verbesserte Bohrkapazität mit stabiler Fräsleistung kombiniert und so ermöglicht, dass Bohren und Nutenfräsen kontinuierlich mit einem einzigen Werkzeug durchgeführt werden können.

Durch die Vereinfachung des Bearbeitungsprozesses können Hersteller die Gesamtbearbeitungszeit reduzieren und gleichzeitig eine stabile und effiziente Passfedernutenproduktion aufrechterhalten.