Stückkosten für Kurbelwellen drastisch gekappt

Öllöcher und die Enden bei Pkw- und Lkw-Kurbelwellen lassen sich mit Fertigungssystemen der Baureihe HSC nachweisbar schneller, genauer und mit längerem Werkzeugstandweg bearbeiten als auf konventionellen Anlagen. Das Resultat sind geringere Stückkosten und eine bessere Werkstückqualität.

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Mit 70 % schnellerem Vorschubtempo, engeren Toleranzen, einem bis auf drei Einheiten ausbaubarem Werkstückträger und größeren Werkzeugstandwegen kürzt das Fertigungssystem HSC Kurbelwellen- Stückkosten und die Bearbeitungszeit ebenso nachhaltig wie nachrechenbar ab.
Die Maschinen fertigen Kurbelwellen zwischen 300 mm Länge und 190 mm Durchmesser bis hin zu Teilen von 1500 mm Länge und 330 mm Durchmesser. Je nach Ausbaustufe geschieht dies gleichzeitig mit ein, zwei oder drei Werkzeugen. Bis zu drei nebeneinander angeordnete Spindeln sind eines der Alleinstellungsmerkmale der HSC-Baureihe. Öllochbohr- und Enden-Bearbeitungsmaschinen im Pick-up-Prinzip gibt es derzeit ausschließlich bei Emag.
Bei Bohrdurchmessern zwischen 4 und 8 mm und unter Einsatz von Minimalmengenschmierung werden mit der HSC dabei Standwege erreicht, die erheblich über dem bislang Üblichen liegen.
Abschließend werden alle Bearbeitungsergebnisse – auch bei bis zu 200 kg massigen Lkw-Kurbelwellen – noch im gespannten Zustand geprüft und in der Steuerung festgehalten. Das Protokoll ist damit schnell und authentisch.

Technik der Kurbelwellenbearbeitung

Bei Kurbelwellen für Last- und Personenkraftwagen muss nicht nur die äußere Geometrie nach Lage, Maß und Form exakt gefertigt sein. Auch die Herstellung der Öllöcher in Hub- und Mittellagern ist Präzisionsarbeit.
Über diese Öllöcher wird die Kontaktstelle Pleuel/Kurbelwelle mit Schmierstoff versorgt. Sie verlaufen im rechten Winkel zur Symmetrieachse der Welle wie auch schräg und sind untereinander verbunden. Nur bei präzisem Ein- und –Austritt kann effizient geschmiert werden. Die Herstellung ist daher gleich mehrfach anspruchsvoll: Öllöcher hochgenau zu bohren und nach Zeichnung anzufasen, ist ein entscheidender Prozessschritt. Treten dabei Fehler auf, wird aus dem bereits hochgradig bearbeiteten Werkstück teurer Schrott. Kurbelwellen für den Fahrzeugbau bestehen aus hoch vergütetem, geschmiedetem und zähem Stahl mit Zugfestigkeiten um 1100 N/mm². Die Maße reichen von 300 mm Länge und 190 mm Durchmesser bei 3- bis 4-Zylinder-Motoren für Pkw bis hin zu 1500 mm Länge und 330 mm Durchmesser bei Schwerlastantrieben. Bei letzteren Kurbelwellen beträgt die Masse bis zu 200 kg.

Bisherige fertigungstechnische Probleme

Vor allem das mehrspindlige Bohren schräger Öllöcher mittels Bohrbuchsen war in der Vergangenheit Stand der Technik. Allerdings reichen hier Vorschubgeschwindigkeit, Werkzeugstandwege sowie die Flexibilität des Systems für heutige Ansprüche nicht mehr aus. Hinzu kommt, dass das Längen/Durchmesser-Verhältnis der Werkzeuge über 20/1 liegt. Die Bohrungen liegen in versetzt angeordneten Abschnitten der Kurbelwelle. Abweichende Bohrungsein- und -austritte bei kleiner werdenden Toleranzen erhöhen die Ausschussrate.

Geldwerte Lösung mit Fertigungssystemen der Baureihe HSC

Emag hat diese Problematik auf Basis der horizontal aufgebauten HSC-Maschinen sowohl für die Fertigung von Pkw- als auch von Lkw-Kurbelwellen gelöst. Für die Bearbeitung der in Maßen und Masse sehr unterschiedlichen Kurbelwellen stehen zwei Maschinen- Baulängen zur Verfügung.

Durch Optimierung der technischen Parameter konnte Emag auf den HSC-Fertigungssystemen auch den Werkzeugstandweg verbessern. Bei Einsatz von Minimalmengenschmierung und Bohrern mit 4 bis 8
mm Durchmesser übertrifft der Standwert die heute üblichen Werte. Ein weiteres Merkmal der HSC-Baureihe sind die bis zu dreifach nebeneinander angeordneten Werkzeugspindeln. Beim Bohren von Öllöchern
bieten sie in dieser – dreifachen – Konfiguration bis zu sechsfach höhere Produktivität. Protokolliert werden die Ergebnisse im Arbeitsraum der HSC.

Stückkostensenkung und Qualitätssteigerung

Auf Fertigungssystemen der Baureihe HSC wird die Prozesskette abgekürzt und werden Stückzeiten und Kosten der Kurbelwellenbearbeitung reduziert.
In jeweils einer Spannung werden abgearbeitet beim Öllochbohren: Pilotbohren, Öllochbohren, Bohren, Entgraten, Anfasen, Messen

sowie bei der Endenbearbeitung: Fräsen, Bohren, Senken, Gewinden, Messen

KONTAKT:
EMAG Gruppe
Telefon: + 49 (0) 7162-17 400
Fax:+ 49 (0) 7162-17 0
mail: dkollmar@emag.com

Internet: www.EMAG.com