PKD-Werkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung
  • Firma: ISCAR Germany GmbH
  • Land: Deutschland
  • Autor(en): ISCAR Germany GmbH
  • Artikel vom: 21 August 2015
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  • Kategorie(n): WERKZEUG ANWENDUNGEN, Werkzeuge nach Schneidstoffen, PKD bestückte Werkzeuge
  • PKD-Werkzeuge für die Getriebegehäusebearbeitung

    Den speziellen Anforderungen an die Bearbeitung komplexer Werkstücke in der Automobilindustrie wie Getriebegehäuse, Motorblöcke und Zylinderköpfe stellen sich die Werkzeugspezialisten der ISCAR Germany GmbH in Ettlingen. Im Mittelpunkt hierfür stehen maßgeschneiderte PKD-Werkzeuge, die durch ihre hohe Produktivität sowie Wirtschaftlichkeit überzeugen. In enger Zusammenarbeit mit Endanwendern und Maschinenherstellern entwickeln die ISCAR-Konstrukteure unter Einsatz modernster 3D CAD-Programme spezifische PKD-Sonderwerkzeuge. Durch eine ganzheitliche Betrachtung der Bearbeitungsaufgaben werden durchdachte Prozesslösungen verwirklicht. Von der Projektplanung bis hin zum Serienstart steht ISCAR seinen Kunden mit langjähriger Erfahrung zur Seite. Die Ziele und Wünsche des Endanwenders stehen dabei immer im Mittelpunkt und werden individuell bearbeitet. Schnelle und direkte Kommunikationsstrukturen gewährleisten hierbei störungsfreie Projektabläufe. Erfahrene ISCAR-Spezialisten begleiten Maschinenabnahmen, Serienanläufe und Prozessoptimierungen beim Kunden vor Ort.

    Vorteile von PKD-Werkzeugen

    Der Vorteil von diamantbestückten Werkzeugen liegt in der Kombination von hohen Schnittgeschwindigkeiten in Verbindung mit langen Standzeiten bei gleichbleibend präzisen und qualitativ überzeugenden Bearbeitungsergebnissen. Des Weiteren können die Werkzeuge so konstruiert werden, dass sie mehrere Bearbeitungsschritte in sich kombinieren. Dieser produktivitätsorientierte Ansatz minimiert unproduktive Nebenzeiten und Werkzeugwechsel während der Bearbeitung. Das langjährige Fertigungs-Know-how von ISCAR umfasst sämtliche PKD-Werkzeugtypen wie z. B. Führungsleistenreibahlen, einstellbare Planeckfräser, Schaftfräser sowie Stufen-Aufbohrwerkzeuge in allen gängigen Aufnahmevarianten wie HSK, CAT, CAPTO, BT und SK. Radiale und axiale Ausrichtmodule gewährleisten optimale Rundlaufwerte dieser Werkzeuge.

    Anforderungen bei der Fertigung von Getriebegehäusen

    Bauteile aus dem Bereich der Antriebs- und Fahrwerkstechnik unterliegen besonderen Anforderungen. So soll durch Gewichtsreduzierung, bei gleichbleibender Sicherheit, der Kraftstoffverbrauch minimiert und das Fahrverhalten der Fahrzeuge optimiert werden. Die Bauart von modernen Getrieben wie z. B. ein 9-Gang-Automatikgetriebe wird immer komplexer. Auch der Werkstoff der Gehäuse – meist handelt es sich um einen Aluminiumguss mit Silizium-Anteil – hat großen Einfluss auf die Zerspanung. So kann eine geringfügige Änderung des Siliziumgehalts immense, negative Auswirkungen auf das Spanbruchverhalten haben. Auch der Herstellungsprozess des Halbzeugs wirkt sich auf die Zerspaneigenschaften aus, bei geschmiedetem oder gezogenem Aluminium kommt es aufgrund der Zähigkeit zu langen Spanen, die es zu brechen gilt. Im Vergleich zu früher werden heutzutage wesentlich mehr Werkzeuge für die Bearbeitung aller Merkmale eines Getriebes eingesetzt – 60 oder mehr Werkzeuge sind keine Seltenheit! Umso größer wird die Herausforderung bei der wirtschaftlichen Fertigung dieser Getriebegehäuse. Die Bearbeitung der Dichtfläche sowie der Lagerbohrung sind hier die „Königsdiziplinen“ für jeden Werkzeughersteller. Enge Durchmessertoleranzen, Rundheiten von 0,01 mm, Zylinderformen von 0,015 mm, Rz-Werte von 10 – 20 und Rechtwinkligkeiten von 0,015 mm im Durchmesser machen die Bearbeitung der Lagerbohrung zu einer Herausforderung. Vordefinierte Rz-Werte sowie enge Toleranzen in Parallelität und Rechtwinkligkeit bei der Bearbeitung der Dichtfläche stellen besondere Anforderungen an die Werkzeuge. Für diese Anwendungsfälle bietet ISCAR die optimale Lösung.

    Werkzeuge für Dichtflächen- und Lagerbohrungsbearbeitung

    Das standardisierte Werkzeugprogramm von ISCARs Planeckfräsern ist der Garant für die erfolgreiche Zerspanung von Dicht- und Anlagenflächen mit einer vordefinierten Oberflächengüte. Die Planeckfräser sind im Durchmesserbereich von 40 bis 400 mm (Z3 – Z50) erhältlich und verfügen über einstellbare PKD-Kassetten (s. Bild 1), die mithilfe einer Einstellschraube präzise und einfach justiert werden. Aufgrund des optimalen Planlaufs und der stabilen Bauweise sind hohe Vorschübe und extrem lange Standzeiten erzielbar.

    Dank der Verwendung spezieller Leichtmetall-Legierungen aus der Luft- und Raum-fahrttechnik können ISCAR-Planeckfräser mit enorm hohen Schnittgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Bei der Bearbeitung von Bauteilen aus Aluminium werden Drehzahlen bis über 16.000 U/min erreicht. Die Monoblock-Varianten überzeugen durch extreme Steifigkeit bei gleichzeitig äußerst kompakter Bauweise. Gelaserte Spanleitstufen und spezifisch angepasste Schneidkantengeometrien gewährleisten einen prozesssicheren Spanfluss und beste Oberflächengüten. ISCAR bietet seinen Kunden die Möglichkeit, für die jeweilige Anwendung individuelle Geometrien zu entwickeln und diese an der kompletten Kontur der Schneide anzubringen. Der „kleine“ Unterschied an der Schneidkante kann einen immensen Einfluss auf die Produktivität und Standzeit haben. Für die ISCAR-Planeckfräser steht ein breites Spektrum an PKD- und CBN-bestückten Einweg- sowie nachschleifbaren Mehrweg-Kassetten zur Verfügung. Das Produktprogramm umfasst zusätzlich zu Planfräs-, Schrupp-, und Eckfräs-Geometrien auch Kassetten mit Breitschlichtfasen (sogenannte „Wiper“). Durch den Einsatz einer Kassette mit Breitschlichtfase, die im µm-Bereich axial über den restlichen Kassetten positioniert wird, können hervorragende Oberflächengüten erzielt werden. Für die Lagerbohrungsbearbeitung mit ihren engen Fertigungstoleranzen in den Bereichen Durchmesser, Rundheit, Oberflächengüte sowie Zylindrizität und Rechtwinkligkeit bietet ISCAR speziell entwickelte Werkzeuge an. So gehören einschneidige, gewichtsoptimierte Werkzeuge mit Führungsleisten zum Produktportfolio von ISCAR (s. Bild 2).

    Dieses Werkzeug kombiniert zwei Durchmesser, Ø70T7 und Ø150H8, und wurde mit einer Schnittgeschwindigkeit von 1.200 m/min und einem Vorschub von 531 mm/min eingesetzt. Das Gewicht des Werkzeugs lag in diesem Fall bei max. 4 kg. Das Gewicht der Werkzeuge spielt bei diesen Schnittgeschwindigkeiten oft eine große Rolle, Kippmomente der jeweiligen Maschinen dürfen nicht überschritten werden. Die Werkzeuge werden aus einem speziellen, hochfesten Aluminiumwerkstoff gefertigt und von Anfang an auf Leichtbau konstruiert. Diese Kombiwerkzeuge besitzen mehrere Führungsleisten, arbeiten jedoch effektiv mit einer Schneide. Durch die Aufteilung der Bearbeitung in verschiedene Bereiche kann die komplette Bohrungskontur mit einem Werkzeug fertiggestellt werden.

    Abgerundet wird das Sortiment durch einstellbare, mehrschneidige Werkzeuge. Durch die extreme Steifigkeit und Kompaktheit dieser Monoblock-Werkzeuge können höhere Schnittgeschwindigkeiten, Vorschubwerte und Standzeiten erzielt werden. Diese führen zu signifikanten Produktivitätssteigerungen bei der Bearbeitung von Lagerbohrungen. Das Werkzeug in Bild 3 zeigt ein speziell für diesen Anwendungsfall entwickeltes Werkzeug.

    Es wurde eine Oberflächengüte von Rz 1,4 – 2 mit einer Schnittgeschwindigkeit von 4.500 m/min, Zahnvorschub von 0,05 mm/U bei einem Werkzeugdurchmesser von 80 mm und einer Zähnezahl von 8 erreicht. Die Planeckfräser sowie die Kombiwerkzeuge für die Lagerbohrung verfügen über einfach verstellbare Wuchtschrauben, diese garantieren hohe Wuchtgüten bis zu G1.6. Alle Werkzeuge sind sowohl für den Einsatz mit Hochdruckkühlung als auch für Trockenbearbeitungen und MMS-Anwendungen geeignet. Die Ku¨hlkanäle werden bei ISCARs Werkzeugen so ausgerichtet, dass eine zielgerichtete KSS-Zufuhr an der Schneide gewährleistet wird.

    Vervollständigt wird das Leistungsprogramm durch die Wiederaufbereitung und das Nachschleifen der gebrauchten PKD Werkzeuge auf höchstem Qualitätsniveau. Durch diese innovativen Werkzeuglösungen und umfangreichen Servicedienstleistungen bietet ISCAR seinen Kunden ein optimales Leistungsspektrum für die Bearbeitung von Getriebegehäusen mit PKD-Werkzeugen.

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