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Produktionsorientierte Aluminiumbearbeitung für die Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen

Inside Manufacturing23. Juli 2023

Wie viele Branchen stehen auch die Automobilhersteller und ihre Partner (Tier 1, Tier 2) vor einschneidenden Veränderungen: Der Klimawandel und die Erwartungen immer umweltbewussterer Verbraucher drängen die Hersteller, neue emissionsarme und emissionsfreie Fahrzeuge zu entwickeln. Es wird jedoch noch einige Zeit dauern, bis der Verbrennungsmotor ausgedient hat.

Die Reduzierung des Fahrzeuggewichts mit neuen fortschrittlichen Materialien wie beispielsweise Verbundwerkstoffen ist ein wichtiger Ansatz. Die einfache Recyclingfähigkeit macht auch Aluminium zu einer attraktiven Option für Hersteller, die nach Möglichkeiten suchen, sowohl konventionelle als auch neue innovative Fahrzeuge wettbewerbsfähig auf den Markt bringen zu können. Sandvik Coromant kann dank seiner Innovationskraft produktionsorientierte Speziallösungen für das Automobilsegment sowie für Werkzeugmaschinenhersteller (MTM) anbieten.

Fräslösungen

Sandvik Coromant bietet eine umfassende Auswahl an Fräsern für Aluminium-Automobilkomponenten an.
Der M5Q90 ist der Cubing-Spezialist in der Fräskonzeptfamilie M5. Er wurde speziell für die erste Schruppstufe zur Glättung der Oberflächen von neu gegossenen Teilen konzipiert. Bei diesen Eckfräsern mit Wendeschneidplatten liegen die Schneidkanten nur am radialen Umfang des Werkzeugkörpers. Die tangentialen PKD-Wendeschneidplatten erzeugen einen ruhigen Schneidvorgang mit geringer Leistungsaufnahme und minimalen Vibrationen. Das Werkzeug arbeitet zuverlässig und sorgt für eine lange Standzeit. Diese Eigenschaften machen es zur ersten Wahl für das Cubing von Zylinderköpfen, Motorblöcken und ähnlichen Komponenten. M5Q90-Fräser sind immer auf die Anwendung des Kunden zugeschnitten.

Der M5R90 ist ein Schrupp- und Vorschlichtkonzept für Eckfräsanwendungen mit einem Fräserdurchmesser zwischen 63 mm und 250 mm. Das Werkzeug verfügt über nachschleifbare PKD-Tips, die in einem Stahleinbauhalter (Kassette aus Stahl) eingelötet sind. Dies ermöglicht axiale Einstellungen und damit große Schnitttiefen von bis zu 8 mm. Zwei Radiusoptionen (0,4 mm und 0,8 mm) sind je nach Kassettenmodell erhältlich. Der M5R90 ist ein zuverlässiger, einfach zu bedienender Fräser, der optimal mit dem Fräser M5B90 kombiniert werden kann, wenn hervorragende Oberflächengüten (unter 4 Rz) erforderlich sind.

Das M5C90-Konzept basiert auf dem M5B90 und bietet ebenfalls eine grat-, kratzer- und bruchfreie Schnittfunktion mit Wendeschneidplatten in abgestufter Konfiguration. Das Besondere an den Planfräsern M5C90 ist die zusätzliche Reihe von Schruppplatten, die tangential am Außendurchmesser positioniert sind. Sie sind so konzipiert, dass sowohl das Schruppen als auch das Schlichten in einem Arbeitsgang wirtschaftlich möglich wird. Wie beim M5B90 sind die typischen Komponenten Zylinderköpfe, Zylinderblöcke, Getriebegehäuse und andere Aluminiumbauteile mit großen Materialeingriffen. M5C90-Fräser sind immer auf die Anwendung des Kunden zugeschnitten.

Das Planfräskonzept M5B90 umfasst hochwirksame Werkzeuge zur Fertigbearbeitung von Zylinderköpfen, Zylinderblöcken, Getriebegehäusen und anderen Aluminiumbauteilen mit großen Schnitteingriffen. Ausgestattet mit Wendeschneidplatten realisiert es eine einzigartige Schneidwirkung, die dem Räumen nicht unähnlich ist: Die Wendeschneidplatten werden in einer fortschreitenden radialen und axialen Reihenfolge positioniert, wobei jede Wendeschneidplatte etwas tiefer schneidet als die vorherige. Dies ermöglicht für jede einzelne Wendeplatte einen minimalen Materialabtrag und damit ein gratfreies Fräsen. Die Verwendung von nur einer Wiper-Wendeschneidplatte in der letzten Position ergibt ein hervorragendes Oberflächenfinish. Der begrenzte Abtrag pro Wendeplatte verlängert darüber hinaus auch die Standzeit. M5B90-Fräser sind immer auf die Anwendung des Kunden zugeschnitten.

Der M5F90 ist ein spezieller Planfräser für die Bearbeitung dünnwandiger Aluminiumbauteile in einem Arbeitsgang. Er kann aber auch für das Plandrehen und für Bearbeitungen mit breiten Materialeingriffen eingesetzt werden. Der Fräser basiert auf einem Stufenkonzept ähnlich wie beim M5B90 und M5C90. Die Kombination aus einem Fräskörper (Durchmesser 25 mm bis 80 mm) und gelöteten PKD-Tips ermöglicht hohe Vorschübe bei minimaler Vibrationsneigung. Jede Wendeschneidplatte besitzt an ihrem Umfang eine Schruppkante und an der Schneidfläche eine Schlichtkante. Dadurch kann das Bauteil mit hervorragender Oberflächengüte in einem Arbeitsgang fertiggestellt werden. Typische Komponenten sind Getriebegehäuse, weitere Gehäuse und dünnwandige Bauteile.

Vollhartmetallwerkzeuge für ISO N

Fahrzeugkomponenten sind üblicherweise Serienteile mit einer hohen Dichte an komplexen Bohrungsgeometrien. Dies erfordert oft den Einsatz von optimierten Bohrwerkzeugen, um eine maximale Produktivität, lange Standzeiten bei hoher Ertragfähigkeit und letztlich niedrige Kosten pro Bohrung zu erreichen.

Der CoroDrill® 400 ist ein gerade genuteter Bohrer, der für komplexe mehrstufige, fasen- und radiusförmige Formen sowie große Schrittweiten über einen Durchmesser von 3 bis 25 mm entwickelt wurde. Die Bohrtiefe kann bis zum Achtfachen des Bohrdurchmessers betragen. Die Bohrer zeichnen sich durch reibungslose Spanabfuhr, Bohrungsgeradheit und hohe Oberflächengüte aus. Die Bohrerfamilie umfasst sowohl Vollhartmetall- als auch PKD-Bohrer, einschließlich einer geäderten PKD-Lösung für Powerfeed-Maschinen und Metall-Stacks.
CoroDrill® 430 ist ein spiral genuteter Vollhartmetallbohrer mit 3 Schneiden für das Kernlochbohren, d. h. das Erweitern bestehender Bohrungen. Die Durchmesser- und Bohrtiefenbereiche sind die gleichen wie beim CoroDrill® 400. Es handelt sich um robuste Bohrer für glatte Ein- und Austritte durch unebene Oberflächen ohne Gratbildung oder Abplatzungen. Der CoroDrill® 430 bietet eine hervorragende Kontrolle der Bohrungsgröße und Geradheit auch unter schwierigen Bedingungen.

Das Gewindeformen ist die bevorzugte Gewindelösung für Motorenkomponenten aus Aluminium. Die CoroTap® 400-Palette mit spanlosen Gewindebohrern ist für diese Anwendung die erste Wahl. Die Produktfamilie umfasst vielseitige, optimierte und kundenspezifische Lösungen sowohl für Durchgangs- als auch Grundbohrungen und für die meisten Gewindeformen und Normen.

Aluminium in Antriebsstrangkomponenten

Der Antriebsstrang eines europäischen Personenkraftwagens enthält üblicherweise etwa 80 kg Aluminium. Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung konzentrieren sich oft auf die darin verbauten Komponenten Motor, Getriebe, Fahrwerksteile und Gehäuse.

In Bezug auf die Gewichtsreduzierung sind der Motorblock und seine Zubehörteile wie Ansaugkrümmer, Wasserpumpe usw. die wichtigste Komponentengruppe im Automobilbau, da sie 3 bis 4 Prozent des Gesamtgewichts eines durchschnittlichen Fahrzeugs ausmachen. Durch den Austausch des konventionellen Gusseisens durch Aluminiumlegierungen kann das Gewicht des Motorblocks um bis zu 40 bis 55 Prozent verringert werden. Die geringere Festigkeit von Aluminium im Vergleich zu Grauguss ist dabei berücksichtigt.
Mehrere Getriebekomponenten, insbesondere Getriebegehäuse, elektrische Vorrichtungen und Komponenten, Querlenker und Hinterachsen, sind typische Beispiele für den Einsatz von Aluminium in Antriebsstranganwendungen.

Lösungen für die Automobilindustrie

Die Automobilindustrie ist ein Schlüsselsektor für alle Industriestaaten rund um den Globus. Wäre die Automobilindustrie ein Land, wäre sie die sechstgrößte Wirtschaftsmacht weltweit, mit Millionen von beschäftigten Menschen. Eine große Herausforderung für die Automobilindustrie ist die Zusammen... chevron_right


Turkka Kulmala