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maschine+werkzeug 06/2015

Die Quadratur des Kreises

EXTRA Automotive

Feinbearbeitung - Ein neues Werkzeug von Kennametal zur Feinbearbeitung von Kurbelwellenbohrungen erhöht die Produktivität in der Automobilbranche. Die ›Asymmetrische Reihenbohrstange‹ ist ein ausgefeiltes Stück Hightech.

Mit einem Werkzeug in eine Reihe von Bohrungen einfahren zu wollen, die im unbearbeiteten Zustand einen kleineren Durchmesser haben als das Werkzeug mit seinen Schneiden und Führungen, scheint zunächst ein Ding der Unmöglichkeit zu sein.

Wie die Quadratur des Kreises mutet auch der Wunsch der Automobilbauer an, die Lagergassen für Kurbelwellen auf einem flexibel einsetzbaren Bearbeitungszentrum zu bearbeiten und zugleich die hohe Zuverlässigkeit, Qualität und niedrigen Prozesskosten einer Bearbeitung auf einer Sondermaschine zu haben. Doch inzwischen stehen der Industrie dafür sogar mehrere Lösungen zur Verfügung.

Enge Toleranzen

Die Lagergasse für eine Kurbelwelle besteht aus einer Reihe von Stegen im Motorblock, bei einem Reihenmotor immer einer mehr als der Motor Zylinder hat. Ein Vierzylinder etwa verfügt also über eine Reihe von fünf derartigen Führungen.

Für die Bearbeitung der Bohrungen schreiben die Automobilhersteller sehr enge Toleranzen vor. Präzision und Oberflächengüte der Kurbelwellenbohrung wirken sich direkt auf Haltbarkeit, Leistung und den Verbrauch eines Motors aus. Das klassische Verfahren für diesen Bearbeitungsschritt nutzt konventionelle Reihenbohrstangen und setzt eine Sondermaschine mit externem Gegenlager und einer Hebevorrichtung für den Motorblock voraus. Die Schneiden der Bohrstange sitzen alle auf der gleichen Winkelposition. Im Arbeitsraum der Maschine wird zunächst der Motorblock angehoben. Durch das Bauteil hindurch wird dann die Reihenborstange ins Gegenlager eingeführt und der Motorblock daraufhin wieder abgesenkt und gespannt. Nachdem alle Lagerstellen vor- und fertigbearbeitet wurden, wird der Motorblock wieder angehoben und das Werkzeug herausgefahren.

Die Industrie schätzt an dieser robusten Methode die hohe geometrische Qualität, die mit der Lagerung des Werkzeugs an beiden Enden erreicht wird. Die Sondereinrichtungen für die Maschine machen den Prozess allerdings teuer und unflexibel. Zudem verhindert das Gegenlager Bearbeitungen an der Rückseite des Motorblocks. Seit Langem sucht die Automobilbranche daher nach praktikablen Lösungen, die sich auch auf einem Standard-Bearbeitungszentrum einsetzen lassen. Qualität und Prozesssicherheit dürfen allerdings nicht leiden. Schnell gehen soll es auch.

  • Das Werkzeug wird exzentrisch in die unbearbeitete Bohrung eingefahren. Erst beim Absenken gehen die beiden Führungen auf Kontakt mit dem Gegenlager, und die Bearbeitung kann beginnen.

    Das Werkzeug wird exzentrisch in die unbearbeitete Bohrung eingefahren. Erst beim Absenken gehen die beiden Führungen auf Kontakt mit dem Gegenlager, und die Bearbeitung kann beginnen.

  • Kennametals Reihenbohrstange RI8, hier in der Variante für vier Zylinder.

    Kennametals Reihenbohrstange RI8, hier in der Variante für vier Zylinder.

  • Die Nahaufnahme zeigt die Schneiden für Semifinish und Finish.

    Die Nahaufnahme zeigt die Schneiden für Semifinish und Finish.

  • Micheal Hacker, Technical Program Manager Fine Machining bei Kennametal, erläutert an einem Modell die Arbeitsweise der RI8 in der Lagergasse für die Kurbelwelle.

    Micheal Hacker, Technical Program Manager Fine Machining bei Kennametal, erläutert an einem Modell die Arbeitsweise der RI8 in der Lagergasse für die Kurbelwelle.

  • Der obere Teil der Reihenbohrstange besteht aus Schwermetall und gleicht die Unwucht des asymmetrischen Werkzeugs aus.

    Der obere Teil der Reihenbohrstange besteht aus Schwermetall und gleicht die Unwucht des asymmetrischen Werkzeugs aus.

  • Kennametals neue Reihenbohrstange in der Anwendung. Auf einer Doppelspindel-Maschine bearbeiten zwei dieser Werkzeuge parallel gleich zwei Motorblöcke.

    Kennametals neue Reihenbohrstange in der Anwendung. Auf einer Doppelspindel-Maschine bearbeiten zwei dieser Werkzeuge parallel gleich zwei Motorblöcke.

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Unternehmensinformation

Kennametal Shared Services GmbH

Wehlauer Straße 73
DE 90766 Fürth
Tel.: 0911-9735-0
Fax: -388

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