Nosníky kol a otočné ložiska rozhodují o jízdním komfortu a bezpečnosti automobilu. V posledních letech se složitost těchto podvozkových komponentů výrazně zvýšila, přičemž se vyvinuly z pasivních strukturálních prvků na vysoce integrované a přesné funkční moduly. Variabilita variant je velmi široká a MAPAL jako technologický partner pro obrábění nabízí efektivní řešení zpracování pro každou potřebu.
Kola a otočné ložiska plní v závislosti na koncepci osy a vozidla centrální funkce v řízení kol, přenosu síly a řízení. Tyto komponenty musí být schopny nést velké zatížení kol a jako bezpečnostně relevantní součásti podléhají nejvyšším mechanickým a kinematickým požadavkům. V závislosti na výrobci automobilů, řízení, třídě vozidla a prostoru pro montáž se používá řada různých variant komponentů.
I u použitých materiálech existuje variabilita. Litina se jako cenově výhodný materiál používá především v nižším segmentu vozidel, kde jsou součásti potřebné v částečně vysokých počtech. Výrobní řešení od MAPAL zohledňují vysokou abrazivitu tohoto materiálu.
V rámci zpřísněných požadavků na efektivitu a trvalého trendu lehkých konstrukcí – který je také posílen elektromobilitou – se tyto součásti stále častěji vyrábějí z hliníku. Dochází k přechodu od hliníkového tlakového odlitku k kovanému hliníku, který odolává vyšším zatížením a umožňuje delší životní cyklus. Pro obrábění to představuje výzvu: Kované materiály mají nižší obsah křemíku, což ztěžuje lámání třísek a může vést k přilepení břitů.
Otočné ložisko se stává funkčním modulem
Komponenty se v průběhu let staly složitějšími. Zatímco dříve byl příčný rameno jednoduše přišroubováno k dílu, dnes se provádí dodatečné uložení. Aby bylo možné toto uložení správně zasunout, je nutné dodržovat těsné tolerance a dosáhnout dobré kvality povrchu. Integrace funkcí pokračuje. Brzdový třmen nachází stejně tak místa pro uchycení jako náboj kola, příčné rameno a ABS. Jako funkční modul přispívá kloubové ložisko k efektivitě, jízdní dynamice a také k integraci dodatečné senzoriky – například pro autonomní řízení.
S touto integrací funkcí se zvyšují také požadavky na řešení obrábění. Stanovené požadavky na přesnost a úzké tolerance přispívají k jízdnímu komfortu, vývoji hluku a životnosti ložisek. Aby se dosáhlo co nejvyšší přesnosti a předešlo se chybám při upínání, probíhá obrábění otočných ložisek nebo nosičů kol stále častěji v jedné upínce a na více vřetenových strojích. V závislosti na variantě dílu dosahuje průmysl objemů výroby 500 000 kusů ročně a více.
Pro rozhodující zpracování nabízí MAPAL vždy několik řešení přizpůsobených různým podmínkám zákazníků. Následující příklady ilustrují tato řešení na hliníkových otočných ložiscích. Tímto způsobem výrobce nástrojů zohledňuje jak rozmanitost variant u výrobců automobilů, tak i různé vlastnosti surovin a situaci při upínání.
Hlavní ložiskový otvor v centru pozornosti
Pro zpracování hlavního ložiskového otvoru definoval MAPAL různé koncepce nástrojů. Jako technologický partner je obeznámen s požadavky zákazníků, vybírá vhodnou zpracovatelskou strategii a přizpůsobuje ji individuálním podmínkám na místě.
V závislosti na odlévacím procesu a kontuře může být otvor kompletně odlit, odlit blízko kontury s radiálním přídavkem 4 mm nebo v nejlepším případě předvrtán. V prvním kroku je tedy často nutné provést vysoký úbytek materiálu. Předběžné zpracování provádějí specialisté MAPAL s PKD kruhovými frézovacími nástroji, aby se snížil přídavek a otvor byl předběžně zpracován blízko kontury. V závislosti na kontuře otvoru se realizují různé procesní vedení s frézovacími nástroji, vrtacími frézovacími nástroji nebo vrtacími nástroji s hákovým ostřím pro zpětné vrtání. Požadavky na toleranci pro hlavní ložiskový otvor dosahují až IT6.
Pokud se zpracovává ve dvou upínacích polohách a existuje kritická nebo labilní upínací situace, třístupňový zpracovatelský koncept pro hliníkové kloubové ložisko nejprve předpokládá předzpracování s PKD frézovacím nástrojem z obou stran. Následně jsou s pomocí dvou PKD vrtacích nástrojů dokončeny průměry.
Pokud lze otvor frézovat v kruhovém tvaru, přináší MAPAL řešení zpracování, které umožňuje vyšší řezné hodnoty. Zde ukazuje fréza OptiMill-Diamond-SPM s pevným pájením PKD břitů svou výkonnost. Díky své vysoce pozitivní geometrii břitů a optimalizovaným štěrbinám snižuje řezné síly až o 15 procent ve srovnání s konvenčními PKD frézami. Optimálně zabudované PKD břity zajišťují vysokou stabilitu během zpracování. Alternativu s vyměnitelnými břitovými destičkami představuje v tomto případě NeoMill-Alu-QBig. Tento fréza na hliník s vysokým objemem je navržena pro použití při vysokých otáčkách. Základní tělo bylo vybaveno jemným vyvažovacím systémem od MAPAL. Nakonec komplexní PKD frézovací nástroj dokončuje celou konturu hlavního otvoru.
Musí být dodrženy nejpřísnější tolerance, MAPAL po předběžném opracování pomocí OptiMill-Diamond-SPM volí vícestupňový vrtací nástroj s vyměnitelnými břitovými destičkami pro polotvrdé opracování, pro finální opracování se v tomto případě používá jemný vrtací nástroj s EasyAdjust systémem. V tomto systému je zúžení břitu již integrováno do kazety, která slouží jako držák pro břit. Tím odpadá nastavovací proces pro zúžení vedlejšího břitu. Průměr se klasicky jemně nastavuje, takže jsou zajištěny vysoce přesné výsledky opracování.
Doplňuje se portfólio řešení MAPAL pro zpracování hlavního ložiskového otvoru o One-Shot řešení pro zpracování předlisovaných hliníkových kloubových ložisek. Vrtací frézy nebo frézovací kombinované nástroje s PKD břity jsou vysoce efektivní například v zpracovatelských situacích s velmi stabilním upnutím, které umožňuje dokončovací frézování kontury. Zákazníkům, kteří nemají možnost nastavení a preferují alternativu k pevně pájeným PKD nástrojům, doporučuje MAPAL nástroj s vyměnitelnými břitovými destičkami. Tangenciální fréza je komplexní nástrojový koncept, který spojuje maximální počet zpracovatelských kroků v jednom nástroji.
Aby kolo zůstalo ve stopě.
Kromě hlavního ložiskového otvoru je připojení příčné ramene dalším znakem na kloubovém ložisku, na jehož zpracování se MAPAL zaměřuje. Připojení příčné ramene je centrálním rozhraním mezi kloubovým ložiskem a podvozkem. Vysoké požadavky na toleranci IT6, úzké tvarové a polohové tolerance a kvalita povrchu jsou nezbytné, aby montážní díly udržovaly kolo přesně ve stopě. I zde MAPAL přizpůsobuje nástroje odpovídajícím požadavkům. Proces obvykle zahrnuje dva nástroje, za určitých podmínek je možná také řešení One-Shot.
Předběžné zpracování probíhá na plném materiálu, přičemž úchyty příčných ramen v upínacím zařízení obvykle nejsou podepřeny. Je proto důležité během předběžného zpracování vytvářet pouze nízký řezný tlak. MAPAL proto využívá výhod OptiMill-Diamond-SPM, který vyfrézuje otvory v helixových drahách, aniž by deformoval díl. Při vysokých hodnotách posuvu a helikálního přívodu dochází v praxi k vysokému vývinu tepla, protože často probíhá chlazení pomocí MMS, což může vést k tvorbě nánosových hran. Deformace otvoru, které tím vznikají, jsou však patrné až po ochlazení hotového dílu. S velkým procesním porozuměním a komplexním pohledem na připojení příčných ramen vypracovává MAPAL se svými zákazníky optimální proces, který maximálně využívá produktivní potenciály a zároveň vylučuje takové negativní efekty.
Při dokončovacím zpracování může upínací zařízení vyžadovat použití nástrojů s vysokými přesahy až 300 mm. Při tak dlouhých nástrojích může náběh vřetena za určitých okolností způsobit kroutící moment na nástroji, v jehož důsledku se nastavený průměr nástroje nedostane na díl. Aby bylo možné i za těchto podmínek umožnit vysoké toleranční požadavky ve výrobě, je pro MAPAL opět prvotřídní volbou systém EasyAdjust. S jednoduchým ovládáním umožňují nástrojové kazety μ-přesné nastavení průměru nástroje pouze jedním šroubem. Tím jsou korekce průměru možné s minimálním úsilím, aby se udržely kvalitativní požadavky v procesu. Pro zpracování, kde není vyžadována tak vysoká přesnost, je alternativně k dispozici pevně lepený PKD vrtací nástroj pro dokončovací zpracování.
Přesnost na spojení s nábojem kola
Další funkčně kritické zpracování se týká vrtání otvorů pro šrouby, přes které jsou kyvná ložiska a náboje kol spojeny silově, což vyžaduje vysokou konturovou přesnost. Během tohoto zpracování musí být díl nakloněn do určité polohy, aby mohl být zaveden. V důsledku úhlové polohy může při zpracování docházet k vysokým odstředivým silám, které způsobují kmitání použitých PKD kulových fréz. Hlasité zpracovatelské zvuky, špatná kvalita povrchu a tvarová přesnost, stejně jako krátká životnost nástrojů by byly výsledkem.
MAPAL zajišťuje optimálním návrhem nástroje, že i tato obtížná situace zpracování je procesně bezpečně zvládnuta. Přesně definované uspořádání břitů a jejich pozice, stejně jako odpovídající příprava břitů, vědomě zabraňují kmitání nástroje a zároveň zajišťují vysoký výkon.
Kompetence na klíč pro náročné komponenty
Zpracování kyvných ložisek vyžaduje hluboké procesní a aplikační know-how a přesný návrh podle příslušných požadavků zákazníků. V tomto kontextu získávají projekty na klíč na významu. MAPAL se cíleně zaměřil na tuto oblast jako strategický cíl a spojuje návrh procesů, návrh a dodávku upínacích zařízení a nástrojů, programování a uvedení do provozu v integrovaném přístupu. Tímto způsobem podporuje technologický partner své zákazníky při realizaci i náročných zpracování procesně bezpečně a efektivně.
Kontakt:
