Fachverlag x-technik
search
 

Schließen

PDF


Kurbelwellenbearbeitung in höchster Präzision

: WFL


Mit dem neu entwickelten Formfräser von WFL kann die Oberflächenqualität von Undercuts an großen Kurbelwellen verbessert werden. Durch die glatte Oberfläche lassen sich so nachgelagerte Prozesse deutlich reduzieren.

/xtredimg/2020/Fertigungstechnik/Ausgabe308/22973/web/04_Vibrationsfreie_Bearbeitung.jpg
Vibrationsfreies Bearbeiten ist dank der Schwingungsdämpfer nahe der Werkzeugschneide der neuen Undercut-Schlichtfräser von WFL möglich.

Vibrationsfreies Bearbeiten ist dank der Schwingungsdämpfer nahe der Werkzeugschneide...

Bestmögliche Oberflächenqualität prozesssicher zu fertigen, um den Polieraufwand zu reduzieren, das ist der Wunsch eines jeden Kurbelwellenherstellers. Bei der Bearbeitung von Großdiesel-Kurbelwellen, welche für Schiffe und Energietechnik eingesetzt werden, fertigt man bei jedem Hubzapfen links und rechts am Ende des Durchmessers einen Hinterschnitt bzw. Undercut. Diese Undercuts weisen eine kunden- bzw. typenspezifische Form auf. Jeder Kurbelwellenhersteller fertigt also abhängig vom jeweiligen Typ eigene Undercuts, welche das Hublager in radiale und axiale Richtung freistellen.

Derartige Undercuts werden üblicherweise nach dem Fertigschleifen der Kurbelwelle noch manuell poliert. Dieser zeitaufwändige Polierprozess ist sehr wichtig, da vorhandene Bearbeitungsriefen zu einem Kerbbruch an dieser Stelle der Kurbelwelle führen können. Bei einer 9-Hub Kurbelwelle müssen 18 Undercuts dieser Art poliert werden. Dieser Bearbeitungsprozess ist sehr langwierig und noch dazu erfolgt das manuelle Polieren zu einem Zeitpunkt, wo die Haupt- und Hublager bereits fertiggeschliffen sind. Ein Abrutschen mit dem Polierstift könnte im schlimmsten Fall durch die Beschädigung des Durchmessers die gesamte Kurbelwelle ruinieren. Kurz gesagt – die Fehler entstehen vorwiegend bei manuellen Prozessen.

Undercut-Schlichtfräser: Ra < 0,4

Das Ziel von WFL war es, einen Formfräser in Präzisionsausführung zu konstruieren. Entstanden ist der so genannte Undercut-Schlichtfräser, ein höchst präzise gefertigtes Werkzeug, mit welchem eine Oberflächengüte von Ra < 0,4 realisiert werden kann und keine Stufen im Radiusbereich entstehen. Üblicherweise hat ein solcher Fräser mehrere Wendeplatten, um die gesamte Form abzudecken, der Übergang zwischen den
/xtredimg/2020/Fertigungstechnik/Ausgabe308/22973/web/01_Formfraeser_Kopie.jpg
Der neue Formfräser von WFL für die Bearbeitung von Kurbelwellen.

Der neue Formfräser von WFL für die Bearbeitung von Kurbelwellen.

Wendeplatten ist später als Spur am Werkstück zu sehen. WFL setzt daher für den neuen Formfräser sehr große Wendeplatten ein, um dieses Problem zu beseitigen und riefenfrei Undercuts herzustellen. Der Formfräser verfügt über eine sehr große, effektive Zähnezahl für hohe Vorschübe und kurze Bearbeitungszeiten sowie große, individuell geschliffene Wendeplatten. Um möglichst wenig Abdrängkraft zu erzielen, werden sie messerscharf geschliffen. Bei einem aktuellen Testwerkstück fräst der neue Schlichtfräser beispielsweise einen Undercut mit 25 mm axialer Tiefe und 0,7 mm radialer Tiefe. Der gesamte Undercut kann mit nur einem Umlauf gefertigt werden.

Schwingungsdämpfer für vibrationsfreies Bearbeiten

Werkzeuge für die Hubzapfenbearbeitung brauchen aufgrund der ungünstigen Störkontur einer Kurbelwelle große Auskraglängen. Passend für solche Formfräser hat WFL eine äußerst stabile Werkzeugaufnahme entwickelt, wodurch die Möglichkeit der Feinverstellung des Rund- und Planlaufs gegeben ist. Rundlauffehler von solchen Präzisionswerkzeugen sind unbedingt zu vermeiden, denn dann zerspant das Werkzeug immer nur an der höchsten Stelle und arbeitet nicht rundherum, wie dies der Fall sein sollte. Daher hat WFL beim neuen Formfräser ein Justierelement eingebaut, mit dessen Hilfe man das Werkzeug in der Maschine radial und axial im µm-Bereich ausrichten kann.

Darüber hinaus wurde das Werkzeug mit Schwingungsdämpfern versehen, um bei der Bearbeitung keine Vibrationen zu erzeugen. Diese befinden sich nicht wie
bei anderen Konzepten im hinteren Bereich des Werkzeugs, sondern sehr nahe an der Werkzeugschneide. Durch dieses spezielle Know-how lässt sich das Auftreten von Schwingungen effizient vermeiden.

Software im Einsatz

Damit die anspruchsvolle Kurbelwellenbearbeitung gelingt, ist aber nicht nur ein perfektes Werkzeug nötig, sondern auch die entsprechenden WFL-Bearbeitungszyklen für die Hubzapfenbearbeitung. Beim Eintauchen und Freifahren des Fräsers wird etwa eine sehr kritische Stelle passiert. In diesem Bereich herrschen andere Schnittbedingungen als bei der übrigen Bearbeitung. Um Fehler zu vermeiden, müssen solche Umstände berücksichtigt werden. Die geeignete Software und langjährige Erfahrung dienen hier zusätzlich zum Werkzeug als Unterstützung, um die geforderte Qualität zu erreichen. Die verbesserte Oberflächenqualität und Reduzierung der nachgelagerten Prozesse sind der beste Beweis für den Erfolg des neuen WFL Schlichtfräsers.

Vibrationsfreies Bearbeiten ist dank der Schwingungsdämpfer nahe der Werkzeugschneide der neuen Undercut-Schlichtfräser von WFL möglich.
Der neue Formfräser von WFL für die Bearbeitung von Kurbelwellen.
Fertigung von Undercuts in höchster Präzision.
WFL setzt für den neuen Formfräser sehr große Wendeplatten ein, um riefenfrei Undercuts herzustellen.



Special Digitalisierung der Zerspanungstechnik

WT_Technology-Center_Toolroom_vernetzt.jpg Die aktuell wichtigste Aufgabenstellung für Hersteller und Anwender von Werkzeugmaschinen ergibt sich aus der Digitalisierung der Produktionsumgebungen. Auf der EMO 2019 haben zahlreiche Anbieter IHRE Möglichkeiten für eine Smarte Zerspanung vorgestellt – mit unterschiedlichem Fokus spiegelten sich vielfältige Lösungen zur Vernetzung, Datenanalyse und zu neuen Services wider.
mehr lesen >>

Im Gespräch

/xtredimg/2020/Fertigungstechnik/Ausgabe308/23030/web/IMG_2032.jpgMaximale Transparenz durch intelligent geregelte Kommunikationsflüsse
Beim steirischen Lohnfertiger Heldeco sind es vor allem auch die Mitarbeiter gewesen, die in den letzten Jahren ein Maximum an Transparenz bei sämtlichen Abläufen im Unternehmen einforderten. Ein Anliegen, dem der Firmenchef Ing. Helmut Dettenweitz mit der Installation eines softwaretechnischen Überbaus über alle bereits bestehenden Systeme nachkam. Ein Optimierungsschritt, der sich mittlerweile in vielerlei Hinsicht positiv bemerkbar macht, wie er im nachfolgenden Interview verrät. Das Gespräch führte Sandra Winter, x-technik
Interview lesen >>

Newsletter abonnieren