Präzisionswerkzeuge für präzise Werkzeuge

Auf der Suche nach dem berühmten µ sind die Spezialisten für Biegewerkzeuge der Firma Wila schon lange nicht mehr. Sie haben es gefunden und in der Serienfertigung prozesssicher im Griff. Das niederländische Unternehmen gilt als einer der Weltmarktführer für Werkzeuge von Abkantpressen. Die Werkzeuge mit Fertigungstoleranzen von unter 0,003 mm sind überall im Einsatz, wo es beim Biegen und Abkanten von Blechen auf eine hohe Präzision ankommt. Um diese Genauigkeit zu erreichen, setzen die Holländer auf Werkzeuge der Paul Horn GmbH. Neben zahlreichen Standardwerkzeugen sind auch einige Sonderlösungen von Horn im Einsatz. So kommen bei Wila auch Drehwerkzeuge des Typs Supermini beim Fräsen zum Einsatz.

Neben hohen Qualitätsstandards und einem schnellen Kundenservice gehört auch die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit festen Partnern zur Unternehmensphilosophie von Wila. „Wir waren schon immer sehr markentreu und arbeiten bevorzugt mit langjährigen Partnern zusammen. Dies gilt neben unserem Maschinenpark auch für Lieferanten von Präzisionswerkzeugen“, erzählt Frank Rouweler. Der Geschäftsführer verantwortet die Produktion sowie die Forschung und Entwicklung bei Wila.

Safety-Clicks für einfaches Rüsten

Das Unternehmen besteht bereits seit über 90 Jahren und hat sich in dieser Zeit zu einem der Weltmarktführer für die Entwicklung und Produktion von hochpräzisen Abkantwerkzeugen entwickelt. Neben dem Headquarter im niederländischen Lochem betreibt das Unternehmen auch noch Standorte in den USA sowie in China. Neben den Abkantwerkzeugen zahlreichen Varianten bietet Wila auch die dazu passenden Werkzeugträger in der vom Anwender gewünschten Länge. Das Zeitalter der Digitalisierung und Smart Manufacturing macht auch vor produktiven Biege- und Abkantprozessen nicht halt. Wila stattet seine Werkzeuge auf Wunsch mit einem Werkzeugerkennungssystem aus, bei dem ein Roboter beim automatisierten Werkzeugwechsel die Werkzeuge erkennt. Dies ermöglicht beispielsweise das Biegen kleiner Chargen unterschiedlicher Produkte in beliebiger Reihenfolge. Auch für den händischen Wechsel der Werkzeuge haben sich die Ingenieure bei Wila ein effizientes System ausgedacht. Bei herkömmlichen Abkantwerkzeugen müssen die Werkzeuge seitlich nacheinander in die Führung des Trägerwerkzeugs eingeschoben werden. Mit dem Wila-Safety-Clicks System kann der Anwender die Werkzeugelemente von vorne in die Führungsleiste des Werkzeugträgers einklicken. „Mit diesem System haben wir das Rüsten von Abkantpressen sehr vereinfacht“, so Rouweler.

Das Schnellwechselsystem Safety-Clicks ist eine Arretierungsvorrichtung, welche über eine Feder gespannt und gelöst wird. Am Abkantwerkzeug wird hierzu eine Nut und auf der gegenüberliegenden Seite eine Flachsenkung gefertigt. Genau diese Flachsenkung stellte die Mitarbeiter von Wila vor ein Problem bei der produktiven Bearbeitung der Werkzeuge. „Für das Fräsen der Flachsenkung mussten wir die Bauteile für eine zweite Aufspannung drehen. Da wir mehrere Bauteile auf einmal auf einen Spannturm spannen, war dies ein enormer Zeitaufwand“, erzählt der Wila-Werkzeugplaner Erik Klein Beekman.

Trotz der langen Auskragung entstehen bei der Bearbeitung keine Vibrationen und daraus resultierenden Rattermarken.
Quelle: HORN/Sauermann

Knifflige Aufgabenstellung

Mit diesem Problem wandte sich Klein Beekman an den zuständigen technischen Berater Joop Nijland, der niederländischen Horn-Vertretung Harry Hersbach Tools. Die Aufgabenstellung von Wila war klar: Komplettbearbeitung inklusive des rückseitigen Fräsens der Flachsenkung in einer Aufspannung. Zusammen mit dem Horn-Anwendungstechniker Roger Kasper suchte Nijland die passende Werkzeuglösung für einen produktiven Fräsprozess. „Die Aufgabenstellung hörte sich am Anfang recht einfach an, aber aufgrund der bauteilbedingten langen Auskragungen stellte sich die Bearbeitung als sehr filigran heraus“, erinnert sich Kasper und Nijland ergänzt: „Das Werkzeug muss durch eine 6 mm Bohrung mit einer Länge von bis zu 70 mm positioniert werden, um auf der Rückseite die Flachsenkung zu fräsen. Darüber hinaus stellten sich das enge Toleranzfeld und die erforderliche Oberflächengüte als große Herausforderungen dar.“

Im Horn-Werkzeugportfolio eignete sich nur ein System für diese Aufgabenstellung. Hauptsächlich für das Ausdrehen von kleinen Durchmessern gedacht, eignet sich das Werkzeugsystem Supermini des Typs 110 auch für spezielle Fräsoperationen. Der Vollhartmetallrohling des Werkzeugs mit integrierter Kühlmittelbohrung eignet sich gut für das Schleifen von Sonderformen. „Mit der ersten Version des Sonderwerkzeugs haben wir den Verantwortlichen bei Wila schon eine funktionierende Lösung präsentiert. Die aufgetretenen Schwingungen aufgrund der langen Auskragung führten jedoch zu leichten Rattermarken an der Oberfläche“, erzählt Kasper. Die Werkzeugkonstrukteure legten mit einer neuen Version des Werkzeugs nach. Verbessert wurden die Schneidengeometrie, die Werkzeugbeschichtung und die Form des Werkzeugschaftes. „Insbesondere die optimierte und gestärkte Form des Schaftes löste das Problem mit den Vibrationen“, sagt Nijland.

Setzt auf feste Partnerschaften: Joop Nijland im Gespräch mit dem Wila-Geschäftsführer Frank Rouweler und Roger Kasper.
Quelle: HORN/Sauermann

Aufgabe erfüllt

Die Fräsoperation gestaltet sich wie folgt: Das Werkzeug durchfährt die Bohrung im Eilgang und positioniert sich auf der Rückseite des Bauteils. Mit einer Drehzahl von 1.200 U/min und einer seitlichen Zustellung von a_e = 0,5 mm fräst der Supermini die Flachsenkung mit einer ziehenden zirkularen Bewegung in drei Zustellungen. Die Bearbeitungszeit liegt bei einer Minute. Die Standzeit pro Werkzeug liegt bei 180 Minuten. Die Maße sowie die Oberflächengüte liegen innerhalb der von Wila geforderten Toleranzen. „Nach weiteren Versuchen haben wir nun mehrere Varianten und Längen des Horn-Werkzeugs in unserer Fertigung implementiert. Wir sind sehr zufrieden mit der Umstellung und sparen eine Aufspannung und weitere unnötige Maschinenbewegungen ein“, so Hans van der Zaag.

In der Fertigung von Wila setzt man auf einen hohen Automatisierungsgrad. Im Schnitt kommen auf zwölf Fertigungszellen drei Maschinenbediener. Die Automatisierungen bei der Werkzeugfertigung entwickelt man bei Wila selbst mit Partner wie die Firmen Schunk, Fastems und Kardex. Zum Einsatz bei der Abkantpressenwerkzeugfertigung kommen im Unternehmen hauptsächlich Fräszentren von Mazak. „Wir pflegen seit einigen Jahren eine sehr gute Partnerschaft mit diesem Maschinenhersteller. Die Maschinen sind sehr präzise und bedienerfreundlich. Wir haben zahlreiche Maschinentypen, aber alle sind von der Bedienung ähnlich. Dies erleichtert uns die Personaleinsatzplanung enorm“, sagt Rouweler.

Die Partnerschaft mit Horn und Harry Hersbach besteht bereits seit über 30 Jahren. Bei Wila kommen zahlreiche Horn-Werkzeugsysteme zum Einsatz. Dazu zählt beispielsweise das Zirkularfrässystem und Messerköpfe des Typs 380. Neben dem beschriebenen Einsatz des Supermini-Werkzeugs löste Horn auch noch weitere knifflige Aufgaben mit Sonderlösungen.

„Wir sind seit Jahren sehr zufrieden mit den Werkzeugen aus Tübingen und natürlich der Beratung und dem technischen Service von Horn und Harry Hersbach“, sagt van der Zaag.

Ein erfolgreiches Team seit über 30 Jahren: Wila-Werkzeugeinsteller Erik Klein Beekman, Roger Kasper, Hans van der Zaag und Joop Nijland.
Quelle: HORN/Sauermann