Obrábění klikových hřídelí | HEULE & MAPAL

U klikových hřídelí v provozu hraje hmotnost rozhodující roli. Použití těžkých materiálů, jako je ocel nebo litina, má přímý vliv na celkovou hmotnost klikové hřídele, a tím i na pohybující se hmotu v motoru. To má vliv na spotřebu paliva a dodržování platných_{limitů emisí CO2}.

Z tohoto důvodu se mnoho výrobců motorů snaží o snížení hmotnosti. Často používaným opatřením je centrální odlehčovací otvor, který se táhne po celé délce klikového hřídele.

Vzhledem k tvaru klikového hřídele při tomto vrtání nástroj opakovaně vstupuje do materiálu a opět z něj vystupuje. Aby bylo možné obrobit celý klikový hřídel v jednom průchodu, jsou zapotřebí nástroje o délce až 800 mm. Součást navíc kvůli své geometrii vykazuje omezený přístup k okrajům otvoru, což činí následné odhrotování velkou Výzvou.

Hledá se automatizované řešení pro vrtání odlehčovacích otvorů

Zákazník z automobilového průmyslu hledal ideální řešení pro výrobu a odhrotování odlehčovacího otvoru v klikovém hřídeli, který je vyroben z oceli na míru s dvěma rozsahy tvrdosti. Úkolem bylo obrobit dva různé typy klikových hřídelí s průměry otvorů 18 mm a 22 mm. Je zapotřebí nejen přesné vyvrtání, ale také Odhrotování četných předních a zadních hran otvorů.

Požadováno bylo spolehlivé řešení, které funguje v automatizovaných výrobních prostředích. Dosud byly pro vrtání a oboustranné odhrotování nutné dva navzájem nezávislé procesní kroky s různými nástroji. Jelikož byl zásobník plně obsazen, musela se výměna nástroje mezi vrtákem a odhrotovacím nástrojem dosud provádět ručně. To vedlo k prodlouženým dobám cyklu a vysoké náročnosti na přípravu.

Zákazník proto cíleně hledal řešení, které by spojilo vrtání a oboustranné odhrotování do jediného pracovního cyklu a které by se bez problémů začlenilo do stávajícího vrtacího konceptu, aniž by zabíralo další místa pro nástroje nebo vyžadovalo velké investice do dalších strojů.

Dva odborníci, jeden cíl: efektivita a přesnost při výrobě klikových hřídelí

Oba specialisté, společnosti MAPAL a HEULE, rozpoznali výzvy, před nimiž zákazník stál, a společně vypracovali specifické aplikační řešení. Společnost MAPAL je světovým lídrem ve vývoji přesných nástrojů a koncepcí obrábění pro výrobu složitých součástí. HEULE je tradiční švýcarská společnost, která již po desetiletí představuje synonymem inovativních a spolehlivých nástrojových řešení pro odhrotování, srážení hran a zahlubování otvorů – všude tam, kde se vyžaduje nejvyšší kvalita a švýcarská přesnost.

Společnosti HEULE a MAPAL vzájemně doplnily své klíčové kompetence v oblasti vrtání a odhrotování a vypracovaly Řešení, které splňuje vysoké požadavky kladené na výrobu klikových hřídelí. Díky otevřené komunikaci, úzké spolupráci a přesné koordinaci, a to jak ve vlastních testovacích centrech obou firem, tak přímo u zákazníka, vzniklo přesně na míru šité kombinované řešení. Přitom bylo zásadní mít neustále na zřeteli celý procesní řetězec: změny v odhrotování mají přímý vliv na proces vrtání a naopak. Pouze díky tomuto komplexnímu pohledu bylo možné optimálně sladit procesní spolehlivost, kvalitu vrtání a odhrotování i životnost nástrojů.

Implementace a integrace řešení

Výsledkem je kombinované řešení, které umožňuje souvislé obrábění odlehčovacího otvoru – vrtání i odhrotování – v jediném pracovním kroku a které lze přímo integrovat do stávajícího procesu. Kombinovaný nástroj je založen na vrtáku MAPAL s vyměnitelnou hlavou, rozhraním TTS a integrovaným modulem SNAP18 od společnosti HEULE.

Toto řešení umožňuje rychlou výměnu vrtací hlavy ve stroji. Po uplynutí životnosti se vymění pouze vrtací hlava, čímž se zkracují časy přípravy a snižují náklady na nástroje. Kromě toho lze různé geometrie a Povlaky flexibilně přizpůsobit různým materiálům, aniž by bylo nutné měnit základní držák. Rozhraní CFS umístěné na zadní straně držáku výměnné hlavy umožňuje modulární rozšíření systému nástrojů a jeho flexibilní přizpůsobení různým hloubkám vrtání s vysokou stabilitou a procesní bezpečností – což představuje podstatnou výhodu při obrábění dlouhých součástí, jako jsou klikové hřídele.

Modul SNAP18 je miniaturizovaný systém pro odstraňování otřepů o rozměrech pouhých 16,0 × 3,5 × 5,0 mm, který je integrován do držáku vyměnitelných hlav TTS. Montuje se přímo za vyměnitelnou vrtací hlavu, je rychle připraven k použití a snadno se udržuje, což představuje jasnou výhodu v automatizovaných výrobních prostředích.

Během vrtání umožňuje tento modul současný odhrotování vpřed i vzad. Nůžem se při pracovním posuvu vytvoří požadovaná zkosení o šířce 1 mm. Jakmile je dosaženo definované šířky srážení hran, nůžem se radiálně zasune do Těla nástroje. Při výstupu z otvoru se nůžem pomocí pružinového Ovládacího čepu vrátí do výchozí polohy, aby bylo možné vytvořit srážení hran na zadní straně.

Všestranné možnosti využití a ekonomické výhody

Toto kombinované řešení je vhodné pro nejrůznější materiály a aplikace s Průměrem otvoru od 18 mm a není určeno pouze pro klikové hřídele. Zejména u součástí se složitou geometrií nebo velkými rozměry, jako jsou skříně, ložiskové kroužky nebo příruby, umožňuje současné vrtání a oboustranné odhrotování – a to i na těžko přístupných místech. Kromě toho je toto řešení vhodné pro obrobky s velkým počtem otvorů, jako jsou filtrační prvky, spojovací díly nebo v ocelových konstrukcích. Otvory tak lze dokončit v jediném pracovním cyklu, což výrazně zkracuje dobu zpracování.

Kombinace vrtací technologie společnosti MAPAL a modulu SNAP18 od společnosti HEULE posouvá obrábění klikových hřídelí na novou úroveň efektivity. Tento procesně spolehlivý kombinovaný nástroj spojuje vrtání a oboustranné odhrotování do jediného pracovního kroku. Dosažené výsledky jsou přesné a přesvědčují svou nejvyšší kvalitou. Doby cyklů se výrazně zkracují, je zajištěna vysoká životnost, zvyšuje se spolehlivost procesu a trvale se zvyšuje efektivita.

Kromě toho díky tomuto kombinovanému řešení odpadá potřeba dalších nástrojů. To nejen šetří místo v zásobníku nástrojů, ale díky integraci do stávajícího obráběcího centra (BAZ) také výrazně snižuje investiční a provozní náklady. Provedení jako systém s vyměnitelnými hlavami navíc významně optimalizuje náklady na nástroje tím, že se nákladná použití celokovových vložek omezí na vyměnitelné vrtací hlavy. Celkově toto Řešení nabízí jasnou přidanou hodnotu pro všechny, kteří usilují o maximální kvalitu při minimálních dobách cyklu a optimalizovaných nákladových strukturách.