Mehr Schneiden und weniger Gewicht für mehr Produktivität
  • Firma: Gühring KG
  • Land: Deutschland
  • Autor(en): Gühring KG
  • Artikel vom: 13 Juni 2016
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  • Artikel Nummer: 057-006
  • Kategorie(n): WERKZEUG ANWENDUNGEN
  • Mehr Schneiden und weniger Gewicht für mehr Produktivität

    PKD-Stufenwerkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung

    Der moderne Automobilbau setzt zunehmend auf die Verwendung von Leichtbau-Materialien wie Aluminium. Komponenten wie Motorblöcke, Zylinderköpfe oder Getriebegehäuse werden aus Aluminium-Legierungen hergestellt und sollen für weniger Kraftstoffverbrauch bei höherer Dynamik sorgen. Das stellt besonders hohe Anforderungen an moderne Fertigungstechniken und die zum Einsatz kommenden Werkzeuge vor extreme Bedingungen. Doch nicht nur für Fahrzeuge selbst gilt das Dogma Leichtbau, sondern auch bei der Entwicklung und Fertigung von Präzisionswerkzeugen. Innerhalb dieses Problemfeldes hat Gühring zwei PKD-Komplexwerkzeuge entwickelt, die in der Bearbeitung des Automatik-Getriebegehäuses Anwendung finden und durch minimales Gewicht oder mehrschneidige Ausführung herausragende Ergebnisse bezüglich Präzision, Maßhaltigkeit und Taktzeit erreichen.
    Bei der Herstellung von Automatik-Getriebegehäusen werden Durchmesser von bis zu 300 Millimetern zerspant. Diese großen Durchmesser führen zu einem hohen Eigengewicht der Werkzeuge, die dabei eingesetzt werden. Das hohe Werkzeug-Gewicht wirkt sich auf das Kippmoment der Spindel aus und beeinflusst die Präzision der Bearbeitung nachteilig. Die hohe Last führt zusätzlich zu höheren Instandhaltungs- bzw. Wartungskosten der Spindel.
    Daneben stellt die Fertigbearbeitung der Hauptzugbohrung den Werkzeughersteller vor weitere große Herausforderungen: Das Finishing bei der Getriebegehäusebearbeitung verlangt das Reiben von bis zu sechs Durchmessern – idealerweise in einem Arbeitsgang. Dabei muss eine absolute Prozesssicherheit gewährleistet werden, somit konstant gute Oberflächengüten von Rz < 3µm und die Einhaltung der Durchmesser-Toleranzen von < IT8.

    Einfaches Handling und höchste Präzision

    Die Gühring-Entwicklung besticht also vor allem durch eine Rationalisierung des Fertigungsprozesses für den Kunden. Des Weiteren zeichnet sich das Feinbohrwerkzeug aber auch durch sein einfaches Handling aus. Die einzelnen PKD-Schneiden werden zu den PKD-Führungsleisten abgestimmt und auf Toleranz geschliffen geliefert. Für den Kunden entfällt die Werkzeugvoreinstellung, er kann sofort mit der Produktion beginnen. Rüstkosten werden minimiert.
    Außerdem sind die Kassetten der PKD-Führungsleisten und PKD-Schneiden einzeln austauschbar. Dadurch ist die Neubestückung des PKD-Feinbohrwerkzeugs prozesssicher, schnell und kostengünstig möglich. Die Kassetten mit integrierten PKD-Schneiden können abhängig von den geforderten Toleranzen fest oder einstellbar ausgelegt werden. Für Toleranzen IT7 und kleiner wird das PKD-Feinbohrwerkzeug mit einer einstellbaren Schneide für die Feinjustierung ausgeführt.

    Diese technischen Merkmale heben das PKD-Feinbohrwerkzeug neben der enormen Gewichtseinsparung vom Wettbewerb ab. Während das Gewicht des PKD-Werkzeugs von Gühring bei etwa 14 Kilogramm bei einem Durchmesser von 300 Millimetern liegt, wiegt ein vergleichbares Werkzeug von Wettbewerbern bis zu 22 Kilogramm.

    100.000 Bauteile in Serie

    Mit dem PKD-Hauptzugbohrwerkzeug konnten mehr als 100.000 Bauteile bearbeitet werden, ohne dass die Maße aus der Toleranz liefen. Das ist Gührings Standzeitreferenz in der Serienfertigung und eine Erfolgsgeschichte des Unternehmens in der Fertigung von PKD- und CBN-Werkzeugen.

    Vorteile auf einen Blick:

    • 30% Gewichtsreduktion
    • Hohe Prozesssicherheit
    • Reduzierte Spindelbelastung
    • Reduzierte Rüstkosten
    • Einfaches Handling
    • Gleichzeitige Bearbeitung
    • mehrerer Durchmesser
    • Keine Voreinstellung nötig

    Ventilbohrungen mit mehrschneidigen PKD-Reibahlen

    Mit einem weiteren Werkzeug zur Gehäusebearbeitung von Automatikgetrieben ist Gühring seinen Wettbewerbern in Know-how und Ausführung voraus. Das Schaltgerät im Automatikgetriebe ist als Verstell- bzw. als Wechselgetriebe bei Kraftfahrzeugen notwendig. Dabei spielen die Ventilbohrungen im Schaltgerätegehäuse eine wichtige Rolle. Deren Bearbeitung ist von ähnlicher Komplexität wie die Bearbeitung der Hauptzugbohrung. Der aktuelle Stand der Fertigungstechnik sieht eine Bearbeitung in drei Schritten vor: Pilotieren, Semi-Finish und Finish. Dabei sind die größten Herausforderungen die Anforderungen an Toleranz und Maßhaltigkeit. Die engen Durchmesser-Toleranzen von bis zu IT6 sowie Rundheiten < 4µm, Zylinderformen < 6µm und Rauigkeiten < 2µm, lassen für die Bearbeitung ausschließlich PKD-Werkzeuge zu. Die Gehäuse werden vorwiegend aus Aluminium-Druckgusslegierungen mit 8 bis 10 Prozent Siliziumgehalt hergestellt.

    Aufgrund dieser besonderen Ansprüche bieten die meisten Werkzeughersteller einschneidige und einstellbare PKD-Reibahlen mit PKD-Führungsleisten an. Der Nachteil der einschneidigen, einstellbaren Reibahlen ist der extrem hohe Zeitaufwand für die Einstellung der filigranen Reibahlen, das Risiko der falschen Einstellung aufgrund der hochgradigen Komplexität, ein Verschleiß der Verstellelemente sowie eine geringe Taktzeit (da nur z=1). Des Weiteren wird ein Kühlschmierstoff mit hohem Ölanteil von 15 bis 25 Prozent für die Schmierung der Führungsleisten benötigt, was eine kostenintensive Wartung des Kühlschmierstoffes mit sich bringt.

    Die Gühring Lösung

    Zur Lösung dieser Problematik bietet Gühring PKD-Stufenreibahlen mit z=6 für die Ventilbohrungsbearbeitung mit bis zu fünf Durchmessern an. Da alle sechs Schneiden fest gelötet sind, entfällt die Einstellung für den Kunden. Im Vergleich zu einschneidigen Reibwerkzeugen kann ein bis zu dreifacher Vorschub gefahren werden. Neben der einfachen Handhabung ist außerdem ein Kühlschmierstoff mit 7 bis 10 Prozent Ölgehalt ausreichend, da keine Schmierung von Führungsleisten notwendig ist. Das wiederum ist umweltfreundlicher und kostengünstiger für den Anwender. Die Standzeit der Stufenreibahlen erhöht sich, da der Verschleiß von mehreren Schneiden getragen wird. Beide Werkzeuge für die Bearbeitung des Automatik-Getriebegehäuses schöpfen aus dem mehr als hundertjährigen Know-how, das Gühring im Schleifen von Präzisionswerkzeugen vorweisen kann. Mit dem Beginn des Siegeszugs von PKD/CBN-Werkzeugen vereinte sich dieses Fachwissen mit einem zukunftsträchtigen Schneidstoff und resultierte in einem Spezialgebiet des Werkzeugherstellers, den mehrschneidigen PKD-Reibahlen.

    PKD/PCBN als feste Größe im Unternehmen

    Vor über 30 Jahren stieg Gühring bereits in die Entwicklung und Fertigung von PKD- und PCBN-bestückten Werkzeugen ein. Seither zählt dieser Geschäftsbereich zu den Kernkompetenzen des schwäbischen Werkzeugherstellers. Am Stammsitz in Albstadt steht das PKD-/PCBN-Hauptwerk, wo innovative Diamantwerkzeuge entwickelt und hergestellt werden. Sieben weitere Produktionswerke, verteilt auf drei Kontinente, in den USA, Großbritannien, Polen, Tschechien, Indien, China und Korea, garantieren weltweiten Service nah am Kunden. Und Gühring wächst weiter: Noch in diesem Jahr wird ein weiteres PKD/PCBN-Werk seine Türen in Südamerika öffnen.

    Rund 500 Mitarbeiter entwickeln, fertigen und vertreiben bei Gühring innovative PKD-/PCBN-Werkzeuge. Viele der Kunden schätzen das langjährige Know-how bei der Konzeption von PKD-/PCBN-Sonderwerkzeugen, die Gühring nach individuellen Anforderungen fertigt und für Kunden aus der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt oder dem Maschinenbau anfertigt. Von der Prozessauslegung bis zum Serieneinsatz der PKD-/PCBN-Werkzeuge steht Gühring seinen Kunden global mit langjährigem Know-how zur Seite. Dabei setzt das Unternehmen auf den eigenen Anlagen- und Maschinenbau, der die notwendige Präzision, Schnelligkeit und Flexibilität bietet, um dem Anwenderwunsch bestmöglich gerecht zu werden. Weltweit einheitliche Standards und Maschinenparks sichern konstante Qualität.

    Info

    Gühring KG
    Herderstr. 50-54
    D-72458 Albstadt

    Tel: +49-7431-17 0
    Fax: +49-7431-17 21279
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    www.guehring.de

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