Bearbeitung Turbolader - KOMETGROUP · 6 0 10 20 30 40 50 60 U-Achse ermöglicht eine effiziente,...

8
ENGINEERED PRODUCTIVITY SOLUTIONS Bearbeitung Turbolader 25 % schneller als bei herkömmlicher Zerspanung

Transcript of Bearbeitung Turbolader - KOMETGROUP · 6 0 10 20 30 40 50 60 U-Achse ermöglicht eine effiziente,...

ENGINEERED PRODUCTIVITY SOLUTIONS

Bearbeitung Turbolader

25 % schneller als bei herkömmlicher Zerspanung

2

Bis zu 67 % Zeiteinsparung. Bis zu 25 % schnellere Bearbeitung.

Die Kombination aus STAMA Fräs-Drehzentrum MT 838 TWIN und KOMET® -Zerspanungsoptimierung mit einem spezi-ellen KomTronic® U-Achs-Werkzeug setzt neue Maßstäbe. Allein bei der V-Band-Bearbeitung wird eine Zeiteinsparung von bis zu 67 Prozent erreicht. Diese resultiert im Wesent-lichen durch das Interpolations-Stechdrehen, welches das ursprünglich verwendete Zirkularfräsen ersetzt und durch den Einsatz von KOMET® U-Achssystemen. Das Ergebnis: eine 25 Prozent schnellere Bearbeitung über den kompletten Zerspanungsprozess des Bauteils hinweg. Inklusive erheblich niedrigerer Werkzeugkosten.

EINE ERFOLGREICHE KOOPERATION:TURNKEY-LÖSUNG FÜR DIE BEARBEITUNG NEUER TURBOLADER-GENERATIONEN

Productivity PLUS! Hocheffizente Lösung in der Turbolader-Fertigung von STAMA Maschinenfabrik GmbH und der KOMET GROUP GmbH

Anforderungen bei der Turbolader-Fertigung:

Durch den Werkstoff Sehr hohe Anforderungen an die thermomechanischen

Eigenschaften, hohe Warmfestigkeit – Einsatz bis 1.100 °C bei Ottomotoren Verwendung hochlegierter, hochwarmfester Werkstoffe

mit einem hohen Anteil an Nickel und Chrom Äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit

(Wärme fließt ins Zerspanungswerkzeug) Starke Neigung zur Kaltverfestigung Hoch abrasive Gusshaut, Randzonenhärte bis zu 450 HV 0,5 Austenitische Matrix mit Chromkarbiden erfordert hohe

Schnittkräfte, die zu relativ geringen Werkzeugstand- zeiten führt In Summe schwer zerspanbar und abrasiv

In der Bearbeitung Hohe Anforderung an Form- und Lagetoleranzen Automatisierte Serienfertigung Reduzierung der Stückkosten und der Bearbeitungszeit

Ihr Plus: Deutliche Reduzierung des Bearbeitungsprozesses

um 25 % Gesteigerte hochpräzise Bearbeitung Um Grade höhere Standzeiten von Werkzeugen Einsparung von Werkzeugen Integriertes Assistenz- und Überwachungssystem Hoher Automatisierungsgrad ausgelegt für

die Serienfertigung Steigerung der Langzeitqualität

von Turboladern Turboladergehäuse

3

KOMET® Planaufsteckfräser für die Turboladerbearbeitung Ø 50 – 125 mmMit doppelseitigen Oktagon-Wendeschneidplatten mit

16 nutzbaren Schneidkanten.

Ihr Plus:

Robustes Design, stabiler, fester Sitz im Grundkörper

Spezieller Schneidstoff ausgelegt für höchste

thermomechanische Ansprüche

Definierte, stabile Schneid-

kantenführung

Garantiert höchste Produktivität,

Prozesssicherheit und Wirschaftlichkeit

Fertigbearbeitung V-Band Außendurchmesser – KOMET KomTronic® U-AchssystemeMit additiv hergestelltem Aufsatzwerkzeug und

Wendeschneidplatten in Sonderform, 3-schneidig

mit geschliffener Einstichgeometrie und Spannut.

Ihr Plus:

Wesentlich höhere Schnittwerte als

mit konventioneller Bearbeitung

Integriertes Wegmesssystem

Kurzer stabiler Werkzeugaufbau

durch optimale Trennstellenanbindung

Fertigbearbeitung Gegenlager Trompetenbohrung KOMET KomTronic® U-Achssysteme Mit Stufenaufsatzwerkzeug mit 4 Wendeschneidplatten.

Ihr Plus:

Komplette Fertigbearbeitung mit einem Werkzeug

Realisierung höchster Genauigkeiten

99 % Einsatz von Standard-Wendeschneidplatten

Direkte Kühlmittelzufuhr an die einzelnen Schneiden

Integriertes Wegmesssystem

Kurzer stabiler Werkzeugaufbau

durch optimale Trennstellenanbindung

INNOVATIVE LÖSUNGEN FÜR DIE TURBOLADER-FERTIGUNG

Productivity PLUS! KOMET® Werkzeuglösungen

Beispiele für hochpräzise Bearbeitung

Maschinenseitige Lösung

Doppelspindliges STAMA Fräs-Dreh-Zentrum MT 838 TWIN mit HSK-A100 Hochdynamische und stabile Komplettbearbeitung

mit Fräsen und Drehen Alle Freiheiten in der Wahl und Abfolge der Optionen

Vorbearbeitung V-Band Außendurchmesser – KOMET® Interpolations-Stechdreh-Werkzeug

Ihr Plus:

Extrem stabile Werkzeugausführung

Spezielle Anpassung der Schneidengeometrie

an den Bearbeitungsprozess bezogen auf

Bearbeitungszeit und Standfestigkeit

Innere Kühlmittelzufuhr

direkt an Werkzeugschneide

Bearbeitungsstrategie

Rotationssymmetrische Bearbeitungen bei hoher Asymmetrie des Bauteils Einsatz von frei programmierbaren KOMET KomTronic®

U-Achssystemen ermöglicht beliebige Kontur- und Drehbearbeitungen an nicht rotationssymmetrischen Teilen. Zusammen mit maßgeschneiderten Aufsatz- werkzeugen und optimal ausgewählten Wende- schneidplatten Die Bearbeitung von Konturen in Bohrungen sowie die

Außen-/ Innenbearbeitung führt zu erheblicher Ver- kürzung von Fertigungszeiten, verbesserter Ober- flächenqualität und höherer Formtreue Einsparung von Werkzeugen Einsatz von additiv gefertigten Sonderwerkzeugen mit

innovativen, auf den Prozess abgestimmten Kühlkanälen

4

1

2

Vorbearbeitung V-Band Außendurchmesser

Vorbearbeitung V-Band Semi, zirkular Vorbearbeitung V-Band

Fertigbearbeitung V-BandFinishbearbeitung V-Band

Prozess: Vorbearbeitung V-Band Außendurchmesser

Prozess: Fertigbearbeitung V-Band Außendurchmesser

Bisher Konventionelles Schruppen mit 2 Werkzeugen

1. Step: Vorbearbeitung mit Sonder-Bohrstange2. Step: Vorbearbeitung mit Sonder-Zirkularfräser 100

Bisher Konventionelle Fertigbearbeitung mit Interpolations-Stechdreh-Werkzeug

Bearbeitungsprozess stark abhängig von der Maschinen-performance (Schnittgeschwindigkeit, Vorschub etc.)

Neu Komplettfertigung mit KOMET® Sonder-Interpolations-Stechdreh-Werkzeug

Vorteile

Zeitreduzierung von bis zu 47 % Zirkularfräsen 75 s – mit Interpolations-Stechdrehen

Reduktion auf unter 40 s Hohe Prozesssicherheit Einsparung eines Werkzeugs und dessen

Wechselzeit

Neu KOMET KomTronic® U-Achssysteme mit direktem Wegmesssystem und additiv hergestelltem Aufsatzwerkzeug

Vorteile

Deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten realisierbar Wesentliche Reduzierung der Bearbeitungszeiten Schnellstmögliche Amortisation

OPTIMIERUNG DES BEARBEITUNGSPROZESSES

Ausgesuchte Bearbeitungsbeispiele – Herkömmliche Bearbeitung vs. KOMET® Strategie

5

2

2

3

3

3

1

1

Sonderbohrstange HSK-100 Mono

Sonderbohrstange HSK-A100 MonoSonderbohrstange HSK-A100 Mono

Sonderbohrstange HSK-A100 Mono einstellbar Fertigbearbeitung V-Band mit KomTronic® U-Achswerkzeug

Prozess: Fertigbearbeitung Gegenlager Trompetenbohrung

Bisher Konventionelle Gegenlagerbearbeitung mit bis zu 4 Werkzeugen

1. Step: Semi Finish Laufbuchse2. Step: Semi Finish Lagerring3. Step: Semi Finish Gegenlager4. Step: Semi Finish Laufbuchse

Neu KOMET KomTronic® U-Achssysteme mit direktem Wegmesssystem und additiv hergestelltem Aufsatzwerkzeug

Vorteile

Deutlich höhere Schnittgeschwindigkeiten realisierbar Wesentliche Reduzierung der Bearbeitungszeiten Schnellstmögliche Amortisation

Neu KOMET KomTronic® U-Achssysteme mit Stufenaufsatzwerkzeug und direktem Wegmesssystem

Vorteile

Komplettfertigbearbeitung Höhere Positioniergenauigkeit und Prozesssicherheit Frei programmierbare U-Achse ermöglicht Einsatz von

Standardschneiden für komplizierte Konturen Effekt: weniger Schnittdruck und Bearbeitung des Konturzugs in einem Gang Ergebnis: geringere Bearbeitungskräfte, höhere Standzeiten und dadurch sehr hohe Formtreue

Jetzt anschauen! www.kometgroup.com/turbolader

Alle KOMET® Videos finden Sie auch auf unserem YouTube-Channel: www.youtube.com/kometgroup

6

0

10

20

30

40

50

60

U-Achse ermöglicht eine effiziente, schnellere und kostengünstigere Bearbeitung von Turbolader-Gehäusen

Realisierte Schnittwerte „Trumpet“

Beispiel: Zeitreduzierung „V-Band“ schlichten

Kosten pro Stück

Vc 140 m / min

f 0,12 mm / U

ap 0,3

Formtoleranz < 0,020 mm

Rz < 16 m

Konventionell U-Achse

Maschinenkosten 12,53 12,18

Werkzeugkosten 19,87 0,40

Personalkosten 10,05 6,03

Gesamtkosten 51,44 18,61

Interpolationsdrehen 174 s

U-Achse 30 s

Unabhängige Studie der Hochschule Reutlingen, Prof. Dr.-Ing. Helmut Nebeling belegt die Wirtschaftlichkeit der innovativen Turbolader-Fertigung

TURBOLADER-FERTIGUNG

Konventionell: Schruppen + Schlichten im Fräsprozess U-Achse: Schruppen und Schlichten mit U-Achse

Personalkosten Werkzeugkosten Maschinenkosten

Konventionell U-Achse

Kosten in Euro

21,53

12,18

6,03

19,87

10,05

0,40

7

KOMET GROUP GmbHKOMET GROUP GmbHKOMET GROUP GmbHKOMET GROUP GmbH WerkstueckWerkstueckWerkstueckWerkstueck Angebots-Nr.: 123456Angebots-Nr.: 123456Angebots-Nr.: 123456Angebots-Nr.: 123456

AufspannungAufspannungAufspannungAufspannung WerkstoffWerkstoffWerkstoffWerkstoff

Wer

kstü

ck-ID

Wer

kstü

ck-ID

Wer

kstü

ck-ID

Wer

kstü

ck-ID

Anza

hl W

kstü

.

Zusa

tzin

fo

Z-Ac

hse

Wks

tü.-

Abst

and

[mm

]

X-Ac

hse

Wks

tü.-

Abst

and

[mm

]

Y-Ac

hse

Wks

tü.-

Abst

and

[mm

]

Wer

ksto

ff-be

zeic

hnun

g

Wer

ksto

ffhau

pt-

grup

pe

Wer

ksto

ff-gr

uppe

Zugf

estig

keit

[N/m

m²]

Här

te [H

B]

Spez

if. S

chni

tt-kr

aft [

N/m

m²]

k c W

erks

toff-

expo

nent

Spez

if. V

orsc

hub-

kraf

t [N

/mm

²]

k f W

erks

toff-

expo

nent

RRRRmmmm kkkkc1.1c1.1c1.1c1.1 mmmmcccc kkkkf1.1f1.1f1.1f1.1 mmmmffff

1 1 X 12 NiCrSi 36 16 S 31 550 1706 0,26 733 0,443

www.cutview.comSeite: 1/1

18900002.xlsx02.05.2017

1. Überwachungsvorgänge werden übersichtlich dargestellt.2. Übersichtliche Anzeigen (hier Stückzähler) erleichtern das Verständnis von Vorgängen in der Maschine.3. ToolScope-Daten lassen sich schnell visualisieren. KOMET® bietet sogar Excel-Vorlagen, damit sie schneller zum Ziel kommen.

KOSTENERMITTLUNG MIT CUTVIEW® PLANUNGSSOFTWARE

Im frühzeitigen Planungsstadium der Turbolader-Bearbeitung wird mit Unterstützung des Planungswerkzeuges CutView® die Basis der Bearbeitungszeiten und Kostenanalyse gelegt. Grundlage für dieses Bearbeitungsbeispiel bildet das Werk-zeugequipment der KOMET GROUP in Verbindung mit dem STAMA Fräs-Drehzentrum MT 838 TWIN.

Durch folgende Features zeichnet sich CutView® hinsichtlich diesem Projekt aus:

Schnelle und einfache Handhabung von Bearbeitungs- vorgängen, Werkzeugen und Maschinen Einfache Bedienung, problemloser Datenaustausch

basierend auf Microsoft Excel Ermittelt, wie lange ein Werkstück auf einer Maschine läuft Zeitermittlung beim Umstellen der Bearbeitungsfolge Werkzeugermittlung mit anfallenden Kosten Berechnung Drehmoment, Schnittleistung, Vorschubkraft

und Hauptzeit

Bearbeitungen von Turboladern stellen neue Anforderungen bezüglich der Qualitätssicherung an Prozesse und Maschinen. Mit dem Assistenzsystem ToolScope deckt KOMET® auch diese Bedarfe vollumfänglich ab. Die KOMET GROUP bietet mit ToolScope als einziger Werk-zeughersteller eine echte Industrie 4.0-Lösung, auch für klei-ne und mittlere Unternehmensgrößen. Bei der Turbolader- Bearbeitung kann das System seine Stärken voll ausspielen.

Weitere Informationen www.thomann.com/de

Ihr Plus: Taktzeitersparnis beim Planfräsen Fingerprinting von Prozessen vor Serienhochlauf Automatisierte Prozesskontrolle im Schnitt Werkzeugkostenreduktion durch verschleiß-

abhängige Werkzeugwechsel Automatisierte Kontrolle des Maschinenzustandes Dokumentation von In-Prozess-Messgrößen mit

automatisierter Anbindung an Kunden-IT

KOMET® BRINKHAUS TOOLSCOPE ASSISTENZSYSTEM IM EINSATZ BEI DER TURBOLADER-BEARBEITUNG

ToolScopes erfassen und dokumentieren während des Be-arbeitungsprozesses maschineninterne Daten wie z.B. das Drehmoment einer Spindel oder den Namen des aktuellen Programms. Anhand dieser Daten können ToolScope-Apps den Prozess in Echtzeit überwachen oder den Vorschub- override prozessbegleitend optimieren. Mit ToolScope können Überwachungsergebnisse dokumentiert und diese Doku-mentationen automatisch zur Archivierung an Kundenserver übergeben werden. KOMET® bietet ergänzend Software, welche die Datenaufbewahrung automatisiert.

Werkstoffdatenbank und Schnittwertdatenbank mit Erfahrungswerten Auswertung von: Ermittlung Standzeitauswertung

der Werkzeuge, CCP (Cost per Part), Kosteneinsparung, Amortisation, Werkzeugvergleiche und Disposition

1

2

3

www.kometgroup.com

FAQ – Fragen und Antworten zu KOMET® U-Achswerkzeugen

1. Welche Genauigkeiten können mit der KomTronic® U-Achse realisiert werden? Ohne Messsystem am Schieber 0,02 mm im Durchmesser, mit Messsystem 0,005 mm im Durchmesser. Das Messsystem hat eine Auswertung von 0,0001 mm (Genauigkeit ist ab-hängig von weiteren Bearbeitungseinflüssen, wie z.B. Werk- zeugwechselfehler, Schneidenverschleiß usw.)

2. Wie lässt sich die Schneidplattenposition korrigieren?Am Werkzeug mit Kurzklemmhaltern sowie jede Schneide direkt über die Werkzeugverwaltung.

3. Muss die U-Achse immer nach dem Plattenwechsel neu ausgemessen werden?Nein, die U-Achse bzw. der Schieber hat immer dieselbe Position. Die Schneidplattenposition kann durch eine In-Prozessmessung direkt in der Maschine korrigiert werden.

4. Muss die KomTronic® U-Achse zum Vermessen des Werkzeuges aus der Maschine entnommen werden?Nein, wird durch Integration einer Trennstellenabindung (optional) komfortabel gelöst.

5. Wo liegt das Drehzahl-Limit?Mit dem Einfachschieber in Mittelposition gewuchtet max. 4.000 U/min, ausgesteuert hubabhängig. Mit bis 8.000 U/min über den ganzen Hub der Achse (siehe Prospekt „KomTronic® Aussteuerwerkzeuge für BAZ“)

6. Kann mit KomTronic® U-Achse auch geschruppt werden?Es können verschiedene Bearbeitungsverfahren zum Einsatz kommen (Schlichten und Schruppen). Der Schieber hat eine max. Kraft von 4.000 N. Zulässiges Drehmoment 200 Nm. Mögliche Einsatzdaten sind jedoch abhängig von der Gesamtlänge des Werkzeugs und der U-Achse.

7. Wie wird die U-Achse angetrieben?Die U-Achse wird über einen Servo-Motor angetrieben. Die Schieber der Baureihen UAS115/160 werden über einen spielfreien Rollengewindetrieb angetrieben.

8. Welche Werkstückdurchmesser können bearbeitet werden?Der Einsatzbereich reicht von 0,5 – 500 mm unter Beachtung entsprechender Auskraglänge und Trennstelle.

9. Wieviel verschiedene Durchmesser bzw. Schneiden sind möglich?Es sind x-beliebige Schneiden möglich. Das ist abhängig von der Werkzeuglänge und der Werkzeugbreite (Schieber) von 40 bzw. 60 mm und der Steuerung.

10. Wie erfolgt die Einstellung des Werkzeugsystems?Die U-Achse wird immer in Mittelstellung gewechselt. Somit kann das Aufsatzwerkzeug auch auf einem Dummy im Vor-einstellgerät vermessen werden. Weiterhin ist eine Post-Pro-zessmessung mit automatisierter Schneidenkorrektur über die Werkzeugverwaltung möglich.

11. Wartungsintervalle, Service? Empfohlen 1× jährlich oder nach Anwendung alle 2 Jahre

12. Wie lange ist die zu erwartende Lebensdauer? Durch regelmäßige Wartung und Pflege sowie durch Tauschen von verschleißrelevanten Bauteilen ist eine Betriebsstunden- zeit von > 6500 Std. realistisch, entspricht ca.10 Jahren.

13. Wie sind die Genauigkeiten bei Doppelspindel- Bearbeitung?Beide Systeme sollten versetzt (180°) bzw. nach Unwucht eingesetzt werden. Wie auch beim Einspindler werden doppel- spindlig die Genauigkeiten aus Punkt 1 mit exakter Werkzeug-voreinstellung auf die Z-Achse erreicht.

14. Bis zu welcher Größe kann bei HSK63 bzw. HSK100 bearbeitet werden? KomTronic® UAS-115 bis ca. Ø 250 mmKomTronic® UAS-160 bis ca. Ø 500 mmunter Beachtung entsprechender Auskraglänge und Trennstelle.

15. Sind die U-Achsen besser geeignet für die vertikale als für die horizontale Bearbeitung? U-Achsen werden vertikal sowie horizontal eingesetzt. Gleich-zusetzen mit den Vor- und Nachteilen eines mechanischen Werkzeugs (Fliehkräfte).

39900 81200-08/17 · © 2017 KOMET GROUP GmbH · Technische Änderungen, bedingt durch Weiterentwicklung, vorbehalten.