Abfräsen von überstehenden Graten an Pressteilen

Bei den meisten im Pressverfahren hergestellten Teilen entsteht bei der Formtrennung ein vorstehender Grat. Beispiele dafür sind Armaturenteile, Gehäuse, Aluminiumfelgen oder Motorradfelgen aus Carbon – dem konkreten Beispiel der folgenden Fallstudie. Bei der Auswahl des optimalen Entgratverfahrens spielen unter anderem folgende Faktoren eine Rolle: die Stärke des Grates, die Werkstückkontur sowie die erforderliche Entgratqualität. Doch eine Frage steht im Zentrum: Wie kann die Nachbearbeitung solcher Teile automatisiert erfolgen?

Verschiedene Herausforderungen

Diese Aufgabenstellung beinhaltet gleich mehrere unbekannte Komponenten, für welche Lösungen gefunden werden müssen:

1. Keine Verletzung der Felgenform: Als oberste Priorität gilt , dass die Grundstruktur der Felge auf jeden Fall unbearbeitet bleiben muss.
2. Ungenaue Positionierung: Aufgrund des Fertigungsprozesses und der Form der Felgen, die aus verschiedenen Radien besteht, ist eine genaue Positionierung nicht möglich.
3. Ungleiche Stärke der Materialüberstände: Aufgrund der Abhängigkeit vom Fliessverhalten kann die Stärke und die Position des vorstehenden Materials im Voraus nicht klar definiert werden.

1. Teillösung: Automatischer Ausgleich der Positionsdifferenzen

Zur Lösung dieser doch recht komplexen Aufgabenstellung muss diese zerlegt werden: Im ersten Schritt gilt es eine Lösung zu finden, wie die jeweiligen Mass- und Positionsdifferenzen kompensiert werden können. Zu diesem Zweck sind auf dem Markt Werkzeuge mit seitlich auslenkbarer Spindel erhältlich. Normalerweise werden diese vorwiegend für das automatisierte Entgraten von Teilen mit undefinierten Kanten eingesetzt.

2. Teillösung: Sonderfräser mit integriertem Anschlagsystem

Wie bereits beschrieben muss bei der Nachbearbeitung sichergestellt sein, dass ausschliesslich die vorstehenden Materialreste abgetragen werden. Das heisst, die Grundstruktur der Felge muss auf jeden Fall unverletzt bleiben.
Um dies zu gewährleisten, werden bei der Nachbearbeitung Sonderfräser mit integriertem Anschlag eingesetzt. Je nach Anwendung und vorhandenen Platzverhältnissen besteht dieser aus einer Führungsrolle oder einem Kugellager, welches sich auf der Materialkante abrollt. In Kombination mit der auslenkenden Werkzeugspindel werden mit dieser Werkzeugeinheit selbst Abweichungen von der Werkstück-Kontur zur Programmierung automatisch kompensiert.
Das Ergebnis: Übergangslos abgefräste Materialreste und Grate bei gleichzeitiger Sicherheit, dass nicht in die Teilekontur hineingefräst wird.

Kostenreduktion bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung

In der Produktion wirkt sich die Umstellung auf diese Werkzeuglösung in mehrfacher Hinsicht positiv aus: Während früher die Teile zuerst mit Zugabe vorgefräst und danach sorgfältig von Hand nachbearbeitet werden mussten, läuft heute der komplette Prozess vollautomatisiert ab. Mit der damit verbundenen Zeit- und Kosteneinsparung geht zusätzlich eine Erhöhung der Prozesssicherheit einher.

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Der hier beschriebene Anwendungsfall wird auch Thema meines Fachvortrags am 27. April 2023 sein. Das Referat ist Bestandteil des Forums der „Fachtagung Entgrattechnologien und Präzisionsoberflächen„, welche vom 26. und 27. April in Nürtingen stattfindet. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Termine auf unserer Webseite.