Foto: Mapal
Maximale Qualität und Produktivität von der Stange

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Durch den Einsatz einer Mapal-Reihenbohrstange mit kompensierbaren Schneiden ist es dem Maschinenbauer MAG IAS, Eislingen, gelungen, die Bearbeitung von Kurbelwellenlagergassen auf einem Bearbeitungszentrum gleich in mehrfacher Hinsicht zu optimieren. 

MICHAEL HOFMANN*

*Autor Michael Hofmann ist Vertriebsmitarbeiter der Mapal Dr. Kress KG, Aalen

 

 

Das Bearbeitungszentrum, in dem die innovative Reihenbohrstange mit kompensierbaren Schneiden eingesetzt werden soll, ist Bestandteil einer Linie aus 52 Bearbeitungszentren, die eine flexible Fertigungsstraße bilden. Sie wurde von MAG IAS für die Bearbeitung diverser Motorzylinderköpfe aus Grauguss konzipiert und deckt den gesamten Prozess vom Cubing des Graugussblocks (GJL und GJS) bis zur Endbearbeitung des Zylinderblocks ab.

 

Fünfte flexible Fertigungslinie für China


„Diese Linie ist bereits die fünfte Linie, die wir nach China geliefert haben“, berichtet Martin Schmid, Leiter der Zerspanungs- und Prozesstechnologie bei der MAG IAS GmbH, nicht ohne berechtigten Stolz. Wesentlichen Anteil an diesem Erfolg haben nach Meinung von Martin Schmid die leistungsfähigen Bearbeitungsmaschinen seines Hauses, aber noch viel mehr das Know-how, das MAG IAS seinen Kunden in Form der Prozessauslegung zur Verfügung stellt. „Wir geben uns dabei nie mit dem Erreichten zufrieden und arbeiten stets an Verbesserungen, um auch in Zukunft technologisch immer die Nase vorn zu haben“, ergänzt der Spezialist für Zerspanungs- und Prozesstechnologie. Dies war auch die Motivation, die bei Transferstraßen bewährte Technik der Reihenbohrstange weiterzuentwickeln und für den Einsatz auf Bearbeitungszentren fit zu machen.


Davor hat MAG IAS für die Feinbearbeitung der Kurbelwellenlagergassen von Zylindern auf Führungsleistenwerkzeuge mit Wendeplatten und am Umfang angebrachten Führungsleisten des Werkzeugherstellers Mapal zurückgegriffen. Prinzip bedingt werden dabei die Stege der Lagergassen nacheinander bearbeitet, wobei sich das Werkzeug immer am vorhergehenden Steg mit Hilfe der Führungsleisten in einer Pilotbohrung abstützt.

 

Ziehende Bearbeitung für mehr Präzision


„Damit lassen sich über mehrere Stege hinweg sehr gute Koaxialitäten sowie Durchmessertoleranzen gewährleisten. Die Bearbeitungsqualität ist dabei so gut, dass wir ohne Probleme die Abnahmeprüfung des Kunden bestanden haben“, betont Martin Schmid. „Für uns stand aber fest, dass wir noch bessere Ergebnisse erreichen würden, wenn wir stattdessen eine Reihenbohrstange einsetzen würden, die eine ziehende Bearbeitung erlaubt.“


Weil mit ihr zudem alle Stege simultan bearbeitet werden (eine Schneide pro Steg), ist die Bearbeitung auch noch entsprechend schneller erledigt. Allerdings muss das Werkstück zunächst über eine Hydraulikvorrichtung in der Aufspannung angehoben werden, um das Werkzeug in die vorbearbeitete Lagergasse einfädeln zu können. Ohne das Anheben würden die überstehenden Schneiden beim zentrischen Einfahren in das unbearbeitete Lager (und damit entsprechend kleinerem Durchmesser) mit dem Werkstück kollidieren. Zur Bearbeitung wird das Werkstück nach dem erfolgreichen Einfädeln abgesenkt. Dieser Vorgang erfordert eine komplexe Vorrichtung und wirkt sich negativ auf die Hauptzeiten sowie die erreichbare Präzision aus.


Zum Ausgleich des unvermeidlichen Verschleißes muss die Maschine zudem von Zeit zu Zeit angehalten werden und es müssen die Schneiden manuell nachjustiert werden. „Diese Arbeiten erfordern in regelmäßigen Abständen einen Maschinenstillstand von mindestens 15 Minuten“, sagt Martin Schmid.

 

Von der Reihenbohrstange zum Aussteuerwerkzeug


Nachdem ein Mapal Aussteuerwerkzeug bereits erfolgreich beim Bohren einer Zylinderbohrung eingesetzt wurde, bestand daher bei MAG IAS der Wunsch, die konventionelle Reihenbohrstange zu einem Aussteuerwerkzeug weiterzuentwickeln. „Wenn es um so komplexe Aufgabenstellungen geht, wende ich mich am liebsten an die Spezialisten von Mapal“, verrät Martin Schmid. „Die Erfahrung aus zahlreichen Projekten zeigt, dass Mapal in der Lage und willens ist, Innovationen schnell umzusetzen. Außerdem werden Probleme ohne lange Diskussionen gelöst.“


Die gefundene Lösung bestätigt Martin Schmid in seiner Einschätzung und hat auch den Kunden überzeugt: Da die Schneiden zum Einfahren des Werkzeugs in die Lagergasse nunmehr über eine innenliegende Zugstange eingesteuert werden können, ist ein Anheben des Zylinderblocks überflüssig und eine ziehende Bearbeitung möglich. Entsprechend präziser und schneller ist die Bearbeitung. Als angenehmer Nebeneffekt ist die Vorrichtung einfacher, zuverlässiger und damit merklich kostengünstiger.

 

Automatische Kompensation


Auch das manuelle Nachstellen der Schneidplatten zum Ausgleich des Verschleißes ist bei dem innovativen Werkzeug nicht mehr notwendig: Das Werkstück wird nach jedem Einsatz mit einem in das Bearbeitungszentrum integrierten Messdorn oder außerhalb vermessen und der Ist-Wert an die Steuerung des Bearbeitungszentrums gemeldet. Entsprechend der Messwerte werden dann die Schneiden ausgestellt und der ermittelte Verschleiß automatisch kompensiert.


Für die Betätigung der innenliegenden Zugstange des Werkzeugs kann ein elektromechanisches System wie „Tooltronic“ oder ein kühlmitteldruckgesteuertes System verwendet werden. Von MAG IAS wurde eine weitere Variante gewählt: Die Betätigung erfolgt über die Zugstange der proprietären MAG-Kopplungsstelle, die einen automatischen Werkzeugwechsel unterstützt und sowohl ansteuerbare als auch nicht ansteuerbare Werkzeuge aufnehmen kann.


Die 53 mm-Bohrung des Kurbelwellenlagers wird mit einer maximalen Schnittgeschwindigkeit von vc = 120 m/min und einem Vorschub von 0,1 bis 0,15 mm bearbeitet. Die üblicherweise geforderten Koaxialitäten von 20 μm und Rundheiten von 8 μm werden so problemlos erreicht, wie Testläufe bei einem Kunden gezeigt haben. Die Oberflächengüte liegt im Bereich von Rz 7 bis Rz 12.

 

Bohren, Entgraten und Anfasen mit einem Werkzeug


Aufgrund der guten Ergebnisse zeichnen sich bereits weitere Einsatzgebiete für das Werkzeug ab, wie Martin Schmid erläutert: „Ein weiterer Automobilhersteller plant, in einem ersten Schritt eine Reihenbohrstange mit kompensierbaren Schneiden für die Schrupp-Bearbeitung in der Zylinderfertigung einzusetzen, um die Standmenge zu erhöhen.“ Das Werkzeug ist aber in der Lage noch mehr zu leisten, da die Kurzklemmhalter im Umfang aufgeteilt werden können. So ist es möglich, zusätzlich zur Vor- und Fertigbearbeitung auch noch eine Fasbearbeitung zum Beispiel an den Lagerstegen mit nur einem Werkzeug zu realisieren, wozu bisher zwei oder mehr Werkzeuge erforderlich waren.

www.mapal.com 


Beitrag aus dima 1/2016:

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