Die beiden Hersteller demonstrieren in dem Projekt, dass auf einer Pick-Up-Drehmaschine eine besonders wirtschaftliche und hochpräzise Produktion von Statorgehäusen möglich ist. Die dünnwandigen Aluminiumbauteile werden für den Antrieb in E-Fahrzeugen benötigt. War während der Entwicklung bei Niles-Simmons noch mit einer dafür umgebauten modularen Drehmaschine gearbeitet worden, kam nun eine eigens für die Statorfertigung konzipierte Maschine auf den Markt. Die Basis bildete das Vertikalbearbeitungszentrum von Rasoma – wie Niles-Simmons (www.niles-simmons.de) eine Marke der NSH Group.
Volle Automation möglich
Eine vollautomatisierte Werkstückbe- und -entladung mehrerer Maschinen ist optional möglich. Die Maschine lässt sich leicht in eine bestehende Produktionsumgebung integrieren, wozu auch das relativ kompakte Aufstellmaß von 7,50×2,60m beiträgt.
Für den Einsatz in der Serienfertigung wurde die Maschine an den Seiten mit einem Pickup-Bereich für die Rohteile sowie einem Dropdown-Bereich für die fertigen Teile versehen. Zu- und Abfuhr der Bauteile erfolgt über Transportbänder. Bei manueller Bestückung kann über die Automation ein Puffer von zehn bis zu 20 Bauteilen genutzt werden. So ist das Bedienen mehrerer Anlagen möglich, während der Mitarbeiter fertigungsbegleitend anderen Prozessen nachgehen kann.
„Wir haben damit standardmäßig eine einfachste Automatisierung realisiert, für die keine Roboter oder Absperrungen an der Maschine benötigt werden. Der Bediener kann die Teile direkt auf ein Palettenband legen“, erläutert Thomas Lötzsch, Sales Manager bei NSH Technology.
Komplettbearbeitung in zwei Aufspannungen
Zwischen Pickup und Dropdown erfolgt die Komplettbearbeitung der Bauteile auf der Vertikalmaschine in zwei Aufspannungen. Von oben nimmt ein Spannmittel das Werkstück zunächst auf und fährt es nacheinander an verschiedene Bearbeitungsstationen in der Maschine. Auf einer Umspannstation im Arbeitsraum wird das Teil um 180 Grad gedreht und von der zweiten Werkstückspindel für die Fertigbearbeitung aufgenommen. Während der zweiten Aufspannung beginnt parallel an der ersten Aufnahme die Bearbeitung des nächsten Bauteils.
Wie auf einer Transferstraße im Kleinformat reihen sich die Bearbeitungsschritte aneinander. Der Prozess beginnt mit dem Vorschruppen der verschiedenen Innendurchmesser. Dabei steht das Werkzeug still und das Werkstück dreht sich. „Die Zerspanung mit einem vierschneidigen ISO-Aufbohrwerkzeug auf einer HSK-A 100 Spindel benötigt gegenüber dem herkömmlichen Drehen mit einer Schneide nur ein Viertel der Hauptzeit“, sagt Mapal-Gebietsverkaufsleiter André Ranke.
Patentiertes Verfahren
Äußerst effizient ist auch der nächste Bearbeitungsschritt, bei dem das rotierende Statorgehäuse innen und außen gleichzeitig mit jeweils vier Schneiden bearbeitet wird. Das Innenwerkzeug rotiert ebenfalls. Durch die Differenz der Werkzeug- zur Werkstückdrehzahl ergibt sich die Schnittgeschwindigkeit an den inneren Schneiden. Das glockenförmige Außenwerkzeug steht still. Zur Bearbeitung wird das Bauteil in den Spalt zwischen Innen- und Außenwerkzeug gefahren. Dieses patentierte Verfahren reduziert auftretende Kräfte am Spannmittel. Um die dünnwandigen Bauteile präzise zu bearbeiten, kann so auf ein aufwändiges Werkstückspannmittel mit Schwingungsdämpfung verzichtet werden. „Bei der Werkzeugauslegung wurde besonderes Augenmerk auf das große Spanvolumen und die großen aufkommenden Kräfte gelegt, da untypischerweise am Innen- und Außendurchmesser gleichzeitig bearbeitet wird“, erläutert Michael Kucher, Component Manager E-Mobility bei Mapal.
