Fachbericht

Sieben Mikrometer Wiederholgenauigkeit

Die innovative X-Lock Kassettenspannung von Ceratizit verbessert das Kurbelwellenfräsen grundlegend. X-Lock hält engere Toleranzen ein und lässt sich komfortabel µ-genau positionieren. Der Clou des neuen Fräswerkzeugs ist ein spielfrei eingespannter Spannkeil für Spannung, Mitnahme und Kraftübertragung der Kassette. Das minimiert einerseits die Vibrationen, was die Standzeit der Kurbelwellenfräser deutlich verbessert. Andererseits ermöglicht die neuartige Spannvorrichtung eine flexiblere Gestaltung schon bei der Konstruktion des Kurbelwellenfräsers.
Beim Kurbelwellenfräsen können die Kunden mit der X-Lock Kassettenspannung von Ceratizit engere Toleranzen einhalten. Gleichzeitig bietet das neue Werkzeug eine einfache und benutzerfreundliche Handhabung. So sind beispielsweise beim Kassettenwechsel nur drei einfache Schritte nötig: 1. Powerschraube am Spannkeil zurückstellen, 2. Kassette anlegen und positionieren, 3. Keil einlegen und Schraube mit acht Newtonmeter anziehen.

Die Kurbelwelle ist ein wesentlicher Bauteil des Motors. Sie setzt die erzeugte Linearbewegung in eine Drehbewegung um und ist dabei enormen Kräften ausgesetzt. Bei ihrer Produktion ist daher eine hohe Präzision gefragt. Denn die Motorenhersteller fordern immer engere Toleranzen, um den Wirkungsgrad der Motoren zu optimieren. Außerdem sollen die Produktionskosten durch geringere Herstellungskosten und Verkürzung der Produktionszeit gesenkt werden. Bei diesen Anforderungen spielen die Hersteller der Werkzeuge eine entscheidende Rolle. Zentrales Werkzeug ist der komplexe Kurbelwellenfräser, der hohe Anforderungen erfüllen muss. Die Trockenbearbeitung mit Schnittgeschwindigkeiten von bis zu 260 Metern in der Minute führt zu einer hohen mechanischen Belastung des Werkzeugs. Bereits kleinste Unwuchten und minimales Spiel der Werkzeugkomponenten verursachen Vibrationen, die sich negativ auf die Standzeit und den Fräsprozess auswirken. Besonders problematisch ist, dass durch die Länge und den recht kleinen Durchmesser der Kurbelwellen die Bearbeitungsstabilität in aller Regel sehr gering ist.

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Verbesserte Kurbelwellenbearbeitung

Ceratizit beliefert als Hartmetall- und Werkzeugspezialist die internationale Automobilindustrie mit Werkzeugen für die Bearbeitung von Kurbelwellen, Bremsscheiben und Aluminiumfelgen. In der Kurbelwellenbearbeitung hat sich das Unternehmen in den vergangenen Jahren als Komplettanbieter etabliert. Konsequent werden Werkzeugsysteme weiter entwickelt und stetig Verbesserungsmöglichkeiten ermittelt. Bei der Kassettenspannung von Kurbelwellenfräsern ist dem Unternehmen dabei ein großes Optimierungspotenzial aufgefallen. In einem Entwicklungsprojekt suchte der Hartmetallexperte daher eine verbesserte Lösung für die Kassettenspannung, mit der möglichst wenig Vibrationen auftreten. Weitere Entwicklungsziele waren:

Freie Wendeplattenpositionierung
Reduzierung der Produktionskosten
Wiederholgenaue Kassettenspannung
Standardisiertes Spannelement
Einfache & benutzerfreundliche Handhabung
Eignung für verschiedene Baugrößen Daraus resultierte die neu entwickelte X-Lock Kassettenspannung für innen- und außenverzahnte Kurbelwellenfräswerkzeuge. Der Clou des neuen Werkzeugs ist ein zentrales Element für Spannung, Mitnahme und Kraftübertragung der Kassette. Dieser kompakte Spannkeil ist elastisch verformbar und praktisch spielfrei eingespannt. Durch seine doppelt-konischen Anlageflächen erzeugt er mit einem geringen Spannmoment von nur acht Newtonmeter eine hohe Spannkraft. Die Wiederholgenauigkeit der Spannung liegt innerhalb von sieben Mikrometern. Vibrationen treten mit der neuen X-Lock Kassettenspannung von Ceratizit kaum noch auf, was einerseits die Bearbeitungsstabilität erhöht, vor allem aber die Standzeit der Kurbelwellenfräser deutlich verbessert.

Höhere Zähnezahlen und eine gleichmäßige Zahnteilung

"Bei X-Lock gibt es nur noch ein Element zur Kassettenspannung. Das ist sehr komfortabel beim Kassettentausch," beschreibt Patrick Zobl, Produktmanager bei Ceratizit, den Nutzen für die Kunden. "Der innovative Spannkeil überzeugt aber insbesondere im Einsatz: Die Kraftübertragung bei X-Lock ist unabhängig von der Drehrichtung des Fräswerkzeugs. Durch den Spannmechanismus erreichen wir eine höhere Stabilität und es gibt kaum Vibrationen, was speziell bei schmalen Fräsrädern ein Riesen-Vorteil ist. Außerdem lassen sich bei dem neuen Werkzeug höhere Zähnezahlen und eine gleichmäßige Zahnteilung realisieren," erläutert Zobl weiter. "Die X-Lock Kassettenspannung lässt dem Anwender volle Gestaltungsfreiheit bei der individuellen Konstruktion des Kurbelwellenfräsers." Der Hartmetallexperte hat mit der X-Lock Kassettenspannung erneut ein Werkzeug entwickelt, dass dem Kunden einen klaren Wettbewerbsvorteil verschafft. Beim Kurbelwellenfräsen können die Anwender nun durch die Kassettenbauweise engere Toleranzen einhalten und den Einstellaufwand dennoch relativ gering halten. Gleichzeitig verringern sie ihre Herstellungskosten, weil die Standzeit deutlich erhöht wurde und die Fräse der Fräsaufgabe optimal angepasst werden kann. lg

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