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Hochpräzisionsbearbeitungslösung für Lenkgetriebegehäuse aus ADC12-Aluminium
Diese Fallstudie konzentriert sich auf die komplexe Bearbeitung eines Gehäuses für eine Kfz-Lenkung mit Hochleistungs PCD-Werkzeuge. Die primäre Herausforderung besteht darin, die hohe dimensionale Genauigkeit über mehrere Lochwinkel hinweg aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die inhärente Instabilität dünnwandiger Werkstücke zu bewältigen. ADC12 Aluminiumgusslegierungen. Durch die Implementierung eines umfassenden PCD-Werkzeuglösung, Sundi gewährleistet die Präzision und Stabilität, die für die hochvolumige Automobilproduktion erforderlich sind.
Überblick über das Projekt
Das Werkstück stellt mehrere technische Hürden dar, die Standard-ISO-Werkzeuge oft nicht bewältigen können:
Dünnwandige KonstruktionDas Gehäuse ist anfällig für Vibrationen und thermische Verformung bei Hochgeschwindigkeitszerspanung.
Komplexe GeometrieDie Mehrwinkel-Lochverteilung erfordert Werkzeuge mit außergewöhnlicher Reichweite und Stabilität.
Platzbeschränkungen: Begrenzter Klemmbereich verhindert den Einsatz von Winkelköpfen, was Werkzeuglösungen mit Sonderlängen erforderlich macht.
MaterialabriebHochsiliziumhaltiges ADC12 verursacht schnellen Werkzeugverschleiß, was zu häufigen Stillstandszeiten führt.
| Komponentenname | Lenkgetriebegehäuse |
| Material des Werkstücks | ADC12 Aluminiumlegierung (Hoher Siliziumgehalt) |
| Branchensegment | Automobilzulieferer – Lenksysteme |
| Gerätetyp | 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentrum (oder 4-Achs-Einrichtung) |
| Spindel-Schnittstelle | HSK63 Hochsteife Schnittstelle |
| Kernherausforderungen | Dünnwandige Struktur, Klemmverformung und Mehrwinkel-Lochverteilung. |
Integrierte Werkzeuglösung von Sundi
Wir haben eine komplette Suite von maßgeschneiderten PCD-Werkzeugen entwickelt, um jede Phase des Bearbeitungsprozesses zu optimieren:
Station A: Präzisions-Innen- und Außenschrittbohren
Diese Stufe konzentriert sich auf die effiziente Materialabfuhr für interne und externe Stufen im Lenkgetriebegehäuse.
Die Herausforderung & Lösung:
Zugang beschränkt Löst ein kritisches “Befestigungsöse”-Interferenzproblem, bei dem Standardwerkzeughalter aufgrund hoher Kollisionsrisiken versagen.
Ultraleichtes Profil Ausgestattet mit einem maßgeschneiderten Ultraleichter Körper speziell entwickelt, um schmale Spalten zu reinigen und gleichzeitig Steifigkeit zu gewährleisten.
Gleichzeitige Effizienz Erhöht den Durchsatz, indem interne und externe Schritte in einem einzigen Durchgang mit einem stabilen verarbeitet werden HSK63 Oberfläche.
Schnittparameter:
| Operation (OP) | Umdrehungen pro Minute | Vc (m/min) | fz (mm/Z) | Zähnezahl (Z) |
| Stufenbohren | 3,700 | 692 | 0.2 | 2 |
Station B: Integriertes Bohren und Senken (Ansatzloch)
Effizienzgetriebenes Design, das zwei Operationen in einem einzigen Hochgeschwindigkeitsdurchgang kombiniert.
Die Herausforderung & Lösung:
Konsolidierter Workflow: Traditionell werden zwei Werkzeuge benötigt (Bohrer + Senker/Aufbohrer). Unsere Lösung integriert das Bohren und Planfräsen in einem einzigen Schritt.
Starrer Aufbau: Bietet Stumpfgeschweißt Design, das einen robusten Stahlschaft mit einem Hartmetall-/PKD-Kopf für überlegene Vibrationsdämpfung und Kosteneffizienz kombiniert.
Hochgeschwindigkeitsfähigkeit Entwickelt für extreme Schnittgeschwindigkeiten (Vc 1500 m/min) in ADC12 Aluminium.
Station C: Hauptbremszylinder-Bohrungs-Endbearbeitung
Hochstabile Lösung für Anwendungen mit kleinen Durchmessern und tiefen Bohrungen.
Die Herausforderung & Lösung:
Tieflochpräzision: Das Bearbeiten von tiefen Bohrungen mit kleinem Durchmesser führt oft zu Werkzeugdurchbiegung und Vibrationen. Dieses Werkzeug wurde speziell entwickelt, um diese Steifigkeitsherausforderungen zu meistern.
Integrierte Führungspads Verfügt über einen speziellen Unterstützung Konstruktion mit Führungsleisten, die das Werkzeug im Bohrloch stabilisieren und so außergewöhnliche Geradheit und Oberflächengüte gewährleisten.
Doppelfunktion Effizient kombiniert Präzisionsbohr- und Anfasoperationen in einem einzigen Werkzeuglayout.
Schnittparameter:
| Operation | Umdrehungen pro Minute | Vc (m/min) | fz (mm/Z) | Zähne |
| Bohren | 3000 | 1200 | 0.1 | 4 |
| Anfasen | 3000 | 600 | 0.05 | 4 |
Station D: Tiefenerzielende Helikalfräsbearbeitung (Eingeschränkter Zugang)
Hoch-entfernende Lösung für tiefe Kavitäten, bei denen Winkelstücke eingeschränkt sind.
Die Herausforderung & Lösung:
Platzmangel Die Anwendung erfordert einen tiefen Schnitt~110mm) in einem begrenzten Raum, in dem Standardwinkelschleifköpfe aufgrund von Vorrichtungseingriffen nicht verwendet werden können.
Hohes MRR-Design: Bietet Wendelförmige Einsatzanordnung (spiralförmiges Design). Dieses Layout im “Maiskolben”-Stil ermöglicht eine aggressive Materialabfuhr (hohe MRR) und stabilisiert die Schnittkräfte bei langem Überhang.
Grobbearbeitung Speziell entwickelt für hohe Materialabtragsraten in einem einzigen effizienten Durchgang.
Station E: Präzisions-Mehrstufen-Feinbohren
Optimierte Fertigbearbeitung für komplexe gestufte Bohrungen bei extremen Schnittgeschwindigkeiten.
Die Herausforderung & Lösung:
Zykluszeitreduzierung Konstruiert mit einem Mehrkantiges Design speziell um die Bearbeitungszeit pro Teil zu minimieren.
Toolkonsolidierung: Integriert mehrere kleine Schritte zu einem einzigen komplexen Profil. Dies ersetzt mehrere Standard-ISO-Werkzeuge und reduziert die Werkzeugwechselzeit erheblich.
Optimierte Geometrie: Aufprallende geometrische Winkel sorgen für gleichbleibend hohe Präzisionsoberflächen bei verschiedenen Bohrungsdurchmessern.
Station F: Modulares Multifunktionswerkzeug
Ultimative Vielseitigkeit mit abnehmbarem Fräskopf und austauschbarem Kartuschensystem.
Die Herausforderung & Lösung:
Komplexe Geometrie Das Teil erfordert Langlochbohren, nach unten zeigende Bearbeitung und eine Großdurchmesser-Planfräsbearbeitung. Die Ausführung mit separaten Werkzeugen würde die Zykluszeit drastisch erhöhen.
Kosteneffiziente Wartung Bietet Modulares Design wo der Fräskopf vom Schaft getrennt ist. Entscheidend ist, dass er verwendet Austauschbare Patronen für die Fräseinsätze. Bei einem Crash oder Verschleiß der Sitze tauschen Sie nur die Kartusche aus, nicht den teuren Werkzeugkörper.
Hochleistungs-Schneiden Das Mehrschneiden-Design ermöglicht höhere Vorschubgeschwindigkeiten und reduzierte Zykluszeiten bei allen drei Operationen.
Schnittparameter:
| Operation | Umdrehungen pro Minute | Vc (m/min) | fz (mm/Z) | Zähne |
| Bohren | 5500 | 1500 | 0.07 | 4 |
| Bodenfläche | 5500 | 1500 | 0.01 | 4 |
| Gesichtsfräsen | 6500 | 5500* | 0.2 | 4 |
Station G: Hochgeschwindigkeits-Leichtbau-Aufbohr-Verbundwerkzeug
Fortschrittliches Leichtbau-Design unter Nutzung von 3D-Drucktechnologie für extreme Schnittgeschwindigkeiten.
Die Herausforderung & Lösung:
Fortschrittliche Fertigung Um die inhärenten Steifigkeitsprobleme dünnwandiger Werkzeuge zu lösen, nutzten wir 3D-Druck und Laser Cutting technologies. This allowed us to create a complex, lightweight geometry that is impossible to manufacture with traditional methods.
Strukturoptimierung: Das optimierte Design verfügt über eine spezielle Rippen-/Stegstruktur . Diese Verstärkung erhöht die Steifigkeit drastisch und dämpft Vibrationen, selbst bei den dünnen Wänden des Werkzeugs.
Kostensparendes Design: Übernimmt ein Geteilter modularer Aufbau wo der Schneidkopf vom Körper getrennt ist, was die langfristigen Verbrauchskosten senkt.
Schnittparameter:
| Operation | Umdrehungen pro Minute | Vc (m/min) | fz (mm/Z) | Zähne |
| Trepanation | 9500 | 3500 | 0.18 | 2 |
| Bohren | 9500 | 2350 | 0.12 | 2 |
Station H: Integrierte Bohr-Fräs-Zentrumlösung
Ein 4-in-1-Kraftpaket, das im Vollmaterial bohren und in einem Arbeitsgang fertigstellen kann.
Die Herausforderung & Lösung:
Bohren aus Vollmaterial: Im Gegensatz zu Standardreibahlen, die ein Vorbohren erfordern, ist dieses Werkzeug für Massivbearbeitung . Sie verfügt über eine austauschbare Bohreinsatzspitze, um die schwere Abtragsarbeit kostengünstig zu bewältigen.
4-in-1 Prozessintegration Reduziert die Zykluszeit drastisch durch die Kombination von vier einzelnen Arbeitsgängen: Bohren + Schruppen + Feinreiben + Rückwärtsfase.
Hybridtechnologie: Kombiniert geschickt zwei Technologien:
Indexierbare Einsätze für die Bohrspitze (Senkung der Verbrauchsmaterialkosten).
Gelöteter PKD-Körper mit einem mehrkantigen Design (Z=4 für Aufbohren) zur Gewährleistung einer hochpräzisen Oberflächenqualität und einer verlängerten Werkzeugstandzeit.
Werkzeugfunktionen & Spezifikationen:
| Einsatzzone | Funktion | Effektive Zähne (Z) | Eigenschaft |
| Tipp | Bohren | 2 Einfügen | Austauschbare Spitze zur Kostenersparnis |
| Körper | Großbohrung und Feinbohrung | 4 (PCD) | Hohe Stabilität beim Reiben |
| Schaf/Hals | Rückfräsen | 2 (PCD) | Rücklagenfasefähigkeit |
Bewährte Ergebnisse & Effizienz
-
Zykluszeitreduzierung
Reduziert von 200 Sekunden auf 140 Sekunden pro Teil.
-
Verbesserte Stabilität
Eliminierte vibrationsbedingte Ausschuss bei dünnwandigen Abschnitten.
-
Werkzeugstandzeitverlängerung
Mehrschneidige PKD-Konstruktionen verdreifachten das Intervall zwischen Werkzeugwechseln im Vergleich zu früheren Lösungen.
-
Kosteneffizienz
Austauschbare Spitzenkonstruktionen und Verbundwerkzeuge senkten die Kosten pro Teil erheblich.
Kosten pro Teil (CPP) Analyse
Geringere Prozentzahlen deuten auf eine höhere Kosteneffizienz pro Teil hin.
Wuxi Sundi Präzisionswerkzeuge GmbH
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Robert Miller Senior Fertigungsingenieur