Zylinderkolben-Fertigung revolutionieren: Stabiles, spanfreies Gewindeschneiden

OIL-S-XPF Gewindeformer ermöglicht stabiles und spanfreies Gewindeschneiden in der Zylinderkolbenfertigung

Mark Coryea | OSG USA

Ein paar Sekunden einzusparen mag auf den ersten Blick nicht viel klingen, aber wenn Sie über 1 Million Teile pro Jahr fertigen, zählt jede Sekunde. Überlegen Sie, was 10 Sekunden pro Teil einsparen, die Ausschussrate reduzieren, die Endmontagezeit verkürzen – und das bei dreifacher Werkzeugstandzeit – bewirken kann! Das ist Realität bei Flickinger Industries, einem Lohnfertigungs- und Fertigungsunternehmen in Fort Wayne, Indiana, USA.

Flickinger Industries startete 1960 in Fort Wayne primär als Dienstleister für Pumpen- und pneumatisch/hydraulische Zylinderindustrie. Heute mit 45 Vollzeitmitarbeitern führt Flickinger diese Branchen weiter an und bedient auch Kunden in Landwirtschaft, Automobil und Medizintechnik. Über die Jahre wurde das Personal von Flickinger Industries zum Experten für schnellen Wechsel. Die Kleinserienbearbeitung wurde zu einer der Spezialitäten des Unternehmens. Durch Nutzung der hochmodernen 7.000 m² (75.000 sq ft) großen Anlage mit 23 modernen CNC-Drehmaschinen und vertikalen CAT40-Bearbeitungszentren kann Flickinger Industries Losgrößen von 2 bis 200.000 Stück mühelos bewältigen.

Einer der größeren Kunden von Flickinger Industries ist ein weltweit führender Anbieter von Bewegungs- und Steuerungstechnologien. Das Unternehmen fertigt Aluminium-Luftzylinderkolben in Größen von ½″ bis 3″ Durchmesser und Losgrößen typischerweise 2.000 bis 5.000 Stück – insgesamt über 1 Million Kolben pro Jahr. Die Teile werden aus T356-Aluminium-Stangenmaterial gefertigt und jeder Kolben hat ein mittiges Innengewinde. Die Gewindeoberfläche muss frei von Verschmierungen und Graten sein, die die Montage behindern würden. Das Gewindeschneiden des Mittelbohrung ist herausfordernd, weil das Werkzeug stationär ist, während das Teil rotiert. Flickinger Industries nutzte jahrelang einen Konkurrenz-Gewindeschneider (Cut Tap) und gewöhnt sich an periodischen katastrophalen Werkzeugbruch, der bei langspanenden Materialien wie Aluminium inhärent ist.

Anfang 2019 beschädigte ein Bruch einen Drehmaschinenturret, was übermäßige Stillstandzeiten und kostspielige Reparaturen verursachte. Zu diesem Zeitpunkt besuchte ich Flickinger Industries mit einem Distributor und diskutierte die durch mangelnde Spankontrolle verursachten Probleme. Das damals verwendete Werkzeug war ein Konkurrenz-5/16″-24 Cut Tap in Blank-Ausführung, spiralgenutet mit modifiziertem Anschnitt in 2B Toleranzklasse. Ich zeigte Flickinger Industries OSGs XPF-Gewindeformer-Serie und erklärte, wie Spankontrollprobleme der Vergangenheit angehören würden durch den Einsatz von Gewindeformern – etwas, das dem Unternehmen bekannt war, aber nie als Lösung für ihr Problem in Betracht gezogen wurde.

Da ein Gewindeformer Gewinde durch plastische Verformung des Werkstoffs formt, entstehen keine Schneidespäne. Ohne Schneidespäne lassen sich Spanabfuhrprobleme完全 vermeiden. Der XPF ist OSGs Hochleistungs-Gewindeformer, der keine Späne erzeugt und für die Bearbeitung von Materialien bis 35 HRC optimiert ist. Er ist einzigartig mit einem niedrigen Drehmoment-Design konstruiert, um längere Standzeit bei höheren Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Seine V-Beschichtung ermöglicht extreme Verschleißfestigkeit. Der XPF ist mit oder ohne Innenkühlung sowie in Standard- oder Langschaftsausführung erhältlich.

Nach detaillierter Anwendungsanalyse bot ich an, ein Testwerkzeug des OIL-S-XPF-Gewindeformers im Rahmen von OSG USAs garantiertem Testauftrag bereitzustellen. Der XPF-Gewindeformer war eine meiner stärksten Waffen gegen den Wettbewerb. Er hat in mehreren Materialien gegen jeden bekannten Hersteller am Markt gesiegt. Für die Bearbeitung nutzt Flickinger Industries eine Mori Seiki SL-Drehmaschine und WSO-Emulsion bei 12 % Konzentration. Wie erwartet war der Test ein voller Erfolg. Innerhalb der ersten 10 Minuten kommentierte der Bediener: „Das ist doppelt so schnell wie der alte Gewindeschneider!“

Der Konkurrenz-Cut-Tap benötigte ca. 20 Sekunden pro Teil, der XPF-Gewindeformer nur 10 Sekunden. Bei regelmäßigen Stichprobenkontrollen von Flankendurchmesser und Gewindeoberfläche lagen alle Werte weit innerhalb optimaler Spezifikationen. Normale Standzeit des vorherigen Konkurrenz-Gewindeschneiders betrug 3.000 Stück, die der XPF mühelos erreichte und übertraf. Flickinger Industries' Werkleiter Tom Schroeder sagte, er sei „…vom XPF überzeugt, da wir so viel Zeit pro Teil sparen.“

Der erste Testgewindeformer fertigte über 14.000 Stück, bevor leichtes Gewindeanlaufen (Galling) beobachtet wurde, aber das Werkzeug konnte weiter genutzt werden. Der zweite Test lief genauso gut, und die nächste Frage von Flickinger Industries war: „Stellt OSG den XPF auch in ½″-20 und 7/16″-20 Gewindegrößen her?“ Die Antwort: „Ja, tun wir!“

Die Standzeit für den OIL-S-XPF ist nun auf 10.000 Stück als Standard festgelegt, obwohl Tests bewiesen, dass sie weiterlaufen könnten. Dennoch sank der Stückkosten von 0,017 $ auf 0,006 $ pro Teil, was eine geschätzte jährliche Kosteneinsparung von 37.775 $ ermöglicht. Ich bin stolz zu sagen, dass heute jeder Aluminiumkolben bei Flickinger Industries Gewindeformer aus OSGs XPF-Serie nutzt. Durch den Einsatz von OSGs XPF-Gewindeformern löst Flickinger Industries Spankontrollprobleme, reduziert Bruch und vermeidet zukünftige Maschinenschäden – für maximale Performance.

Zuvor auf OSGs Blog veröffentlicht.