Wiercenie i gratowanie wałów korbowych | HEULE

W przypadku wałów korbowych stosowanych w silnikach masa odgrywa decydującą rolę. Zastosowanie ciężkich materiałów, takich jak stal lub żeliwo, ma bezpośredni wpływ na całkowitą masę wału korbowego, a tym samym na masę poruszającą się w silniku. Ma to wpływ na zużycie paliwa oraz na zgodność z obowiązującymi_{normami emisji CO₂}.

Z tego powodu wielu producentów silników dąży do zmniejszenia masy. Często stosowanym rozwiązaniem jest centralny otwór odciążający, który rozciąga się na całej długości wału korbowego.

Ze względu na kształt wału korbowego narzędzie podczas wykonywania tego otworu wierconego wielokrotnie wnika w materiał i z niego wychodzi. Aby umożliwić obróbkę całego wału korbowego w jednym przejściu, konieczne są narzędzia o długości do 800 mm. Ponadto ze względu na swoją geometrię element ten charakteryzuje się ograniczonym dostępem do krawędzi otworu, co sprawia, że późniejsze gratowanie stanowi duże wyzwanie.

Poszukuje się zautomatyzowanego rozwiązania w zakresie narzędzi do wiercenia odciążającego

Klient z branży motoryzacyjnej poszukiwał idealnego rozwiązania do wykonania i Gratowania otworu odciążającego w wale korbowym, który wykonano ze stali dostosowanej do wymagań klienta, charakteryzującej się dwoma zakresami twardości. Zadaniem było obróbka dwóch różnych typów wałów korbowych o średnicach wiercenia wynoszących 18 mm i 22 mm. Wymagane było nie tylko precyzyjne wiercenie otworu, ale również gratowanie zadziorów z licznych krawędzi otworu zarówno od strony czołowej, jak i tylnej.

Wymagane było niezawodne Rozwiązanie, które sprawdzi się w zautomatyzowanych środowiskach produkcyjnych. Dotychczas wiercenie i obustronne gratowanie wymagały dwóch niezależnych od siebie etapów procesu z wykorzystaniem różnych narzędzi. Ponieważ magazyn był w pełni zajęty, zmiana narzędzia między wiertłem a narzędziem do gratowania musiała dotychczas odbywać się ręcznie. Prowadziło to do wydłużenia czasów cyklu i dużego nakładu pracy związanego z przezbrajaniem.

W związku z tym klient celowo poszukiwał rozwiązania, które łączyłoby Wiercenie i obustronne Gratowanie w jednym cyklu roboczym oraz które można by bez problemu wkomponować w istniejącą koncepcję wiercenia, bez zajmowania dodatkowych miejsc narzędziowych i bez konieczności ponoszenia znacznych nakładów inwestycyjnych na kolejne maszyny.

Dwóch specjalistów, jeden cel: wydajność i precyzja w produkcji wałów korbowych

Obaj specjaliści – firmy MAPAL i HEULE – dostrzegli wyzwania stojące przed klientem i wspólnie opracowali konkretne rozwiązanie aplikacyjne. MAPAL jest światowym liderem w dziedzinie projektowania precyzyjnych narzędzi i koncepcji obróbki skrawaniem złożonych elementów. HEULE to szwajcarska firma o długiej tradycji, która od dziesięcioleci słynie z innowacyjnych i niezawodnych rozwiązań narzędziowych do gratowania, Fazowania i Pogłębiania otworów wierconych – wszędzie tam, gdzie wymagana jest najwyższa jakość i szwajcarska precyzja.

Firmy HEULE i MAPAL uzupełniły swoje kluczowe kompetencje w zakresie Wiercenia i Gratowania, opracowując Rozwiązanie spełniające wysokie wymagania stawiane w produkcji wałów korbowych. Dzięki otwartej komunikacji, ścisłej współpracy i precyzyjnej koordynacji – zarówno w firmowych centrach testowych, jak i bezpośrednio u klienta – powstało idealnie dopasowane Rozwiązanie łączone. Kluczowe znaczenie miało przy tym ciągłe monitorowanie całego łańcucha procesowego: zmiany w procesie gratowania mają bezpośredni wpływ na proces wiercenia i odwrotnie. Tylko dzięki takiemu całościowemu podejściu udało się optymalnie zharmonizować bezpieczeństwo procesu, jakość wiercenia i gratowania oraz trwałość narzędzi.

Wdrożenie i integracja Rozwiązania

W rezultacie powstało rozwiązanie kombinowane, które umożliwia kompleksową obróbkę otworu ułatwiającego – obejmującą Wiercenie i Gratowanie – w jednym etapie i które można bezpośrednio zintegrować z istniejącym procesem. Narzędzie kombinowane opiera się na wiertle z wymienną głowicą firmy MAPAL, wyposażonym w interfejs TTS oraz zintegrowany moduł włókienkowy SNAP18 firmy HEULE.

Rozwiązanie to umożliwia szybką wymianę głowicy wiertniczej w maszynie. Po upływie okresu eksploatacji wymienia się jedynie głowicę wiertniczą, co pozwala skrócić czas przezbrojenia i obniżyć koszty narzędzi. Ponadto różne geometrie i powlekania można elastycznie dostosowywać do różnych tworzyw bez konieczności wymiany uchwytu podstawowego. Interfejs CFS zamontowany z tyłu uchwytu głowicy wymiennej umożliwia modułowe rozszerzanie systemu narzędziowego oraz elastyczne dostosowywanie go do różnych głębokości wiercenia przy zachowaniu wysokiej stabilności i bezpieczeństwa procesowego – co stanowi istotną zaletę podczas obróbki długich elementów, takich jak wały korbowe.

Moduł SNAP18 to zminiaturyzowany system do usuwania zadziorów o wymiarach zaledwie 16,0 x 3,5 x 5,0 mm, który jest zintegrowany z uchwytem głowicy wymiennej TTS. Montowany jest bezpośrednio za wymienną głowicą wiertniczą, charakteryzuje się szybką gotowością do pracy oraz łatwością konserwacji, co stanowi wyraźną zaletę w zautomatyzowanych środowiskach produkcyjnych.

Podczas operacji wiercenia moduł umożliwia jednoczesne fazowanie w kierunku do przodu i do tyłu. W tym procesie nóż tworzy pożądaną fazę o szerokości 1 mm przy posuwie roboczym. Gdy tylko osiągnięta zostanie określona szerokość fazy, nóż wsuwa się promieniowo w Korpus podstawowy. Po wyjściu wiertła nóż powraca do pozycji wyjściowej za pomocą sprężynowego Sworznia sterowania, co pozwala na wykonanie fazy od tylnej strony.

Wszechstronne możliwości zastosowania i korzyści ekonomiczne

To rozwiązanie kombinowane nadaje się do najróżniejszych materiałów i zastosowań przy średnicy wiercenia od 18 mm i nie jest przeznaczone wyłącznie do wałów korbowych. Szczególnie w przypadku elementów o złożonej geometrii lub dużych wymiarach, takich jak obudowy, pierścienie łożyskowe czy kołnierze, umożliwia ono jednoczesne Wiercenie i obustronne gratowanie – nawet w trudno dostępnych miejscach. Ponadto Rozwiązanie nadaje się do obrabianych detali z dużą liczbą otworów wierconych, takich jak elementy filtrów, elementy łączące czy konstrukcje stalowe. Dzięki temu otwory można wykonać w jednym cyklu roboczym, co znacznie skraca czas trwania procesu.

Połączenie technologii wiercenia firmy MAPAL z modułem SNAP18 firmy HEULE przenosi obróbkę wałów korbowych na nowy poziom wydajności. To niezawodne narzędzie kombinowane łączy Wiercenie i obustronne Gratowanie w jednym etapie obróbki. Osiągane wyniki charakteryzują się precyzją i przekonują najwyższą jakością. Czasy cyklu ulegają znacznemu skróceniu, zapewniona jest długa żywotność narzędzi, zwiększa się niezawodność procesu oraz trwale poprawia się wydajność.

Ponadto dzięki temu rozwiązaniu kombinowanemu nie są potrzebne dodatkowe narzędzia. Pozwala to nie tylko zaoszczędzić miejsce w magazynie narzędzi, ale także – dzięki integracji z istniejącym centrum obróbczym – znacznie obniżyć koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Wersja z systemem głowic wymiennych dodatkowo znacznie optymalizuje koszty narzędziowe poprzez ograniczenie kosztownego zastosowania wkładek z węglika spiekanego wyłącznie do wymiennych głowic wiertniczych. Ogólnie rzecz biorąc, Rozwiązanie to zapewnia wyraźną wartość dodaną dla wszystkich, którzy dążą do osiągnięcia maksymalnej jakości przy minimalnych czasach cyklu i zoptymalizowanej strukturze kosztów.