Reliable and Cost-effective Manufacture of Turbochargers in Series
The turbocharger has been state-of-the-art in diesel vehicles for some time. And almost all automotive manufacturers offer a turbocharged petrol engine. Why? The turbocharger makes comparable performance with a smaller engine capacity possible and that contributes to the advance in downsizing. Turbochargers also help to achieve lower fuel consumption and are therefore fundamental in meeting strict emission limits. MAPAL offers the complete process for machining these parts, including tools.
Challenge for machining tools
Most turbochargers are exhaust gas turbochargers. These look different at almost every automotive manufacturer and have a special geometry. Common to all: there are very high temperatures when they are used in vehicles with petrol engines. For this reason the turbine housing, the so-called “hot side” is manufactured from very abrasive, heat-resistant materials. These materials represent a particular challenge for every machining tool.
MAPAL has taken up these challenges and developed new cutting materials and tools. The company offers the complete process for machining turbochargers, including all tools, for example drills, milling cutters, reamers and mechatronic actuating tools – matched to the related geometry of the turbocharger. The company also assists its customers during the continuous further development of processes, to reduce cycle times and to increase tool lives. As such, combination tools that undertake multiple machining operations in one machining step form part of the portfolio.
A large part of turbocharger machining can be implemented using tools with ISO indexable inserts. Including many machining processes on the challenging hot side. MAPAL has developed a cutting material specially matched to the machining of heat-resistant cast steel and that offers long tool lives and therefore high cost-effectiveness, despite the abrasiveness of the material.
1. Komplexes Aufbohrwerkzeug mit ISO-Wendeschneidplatten
Bei der Bearbeitung des V-Bands stehen Zerspaner nicht nur aufgrund der Materialeigenschaften vor einer Herausforderung. Ein unterbrochener Schnitt erschwert zusätzlich die Bearbeitung. MAPAL empfiehlt für die Vorbearbeitung des V-Bands sowie die Vorbearbeitung der Turbineninnenkontur ein komplexes Aufbohrwerkzeug mit ISO-Wendeschneidplatten. Das Werkzeug realisiert gleichzeitig eine Innen- sowie eine Außenbearbeitung mehrerer Stufen. Um die Späne nach außen abzuleiten und die Turbineninnenkontur nicht zu beschädigen, arbeitet das Werkzeug linksdrehend.
Komplexes Aufbohrwerkzeug mit ISO-Wendeschneidplatten
2. Turning on the machining centre using TOOLTRONIC
Eine weitere Herausforderung bei der Zerspanung der Turbinengehäuse von Abgasturboladern stellt die Turbinenhauptbohrung dar. Ihrer Fertigung liegen enge Toleranzen hinsichtlich Form, Lage und Oberfläche zugrunde. Die Bohrung ist trompetenförmig aufgebaut, um bestmögliche Strömungseigenschaften zu generieren. Für deren Bearbeitung empfiehlt MAPAL die TOOLTRONIC mit LAT-Aufsatz (Lineares Aussteuerwerkzeug). Die TOOLTRONIC, ein mechatronisches Werkzeugsystem, ist eine vollwertige NC-Achse, die in die vorhandene Maschinensteuerung eingebunden wird. Das Aufsatzwerkzeug ist mit drei Schneiden ausgestattet, eine zum Schruppen und zwei zum Schlichten.
Zum Schruppen der Planfläche des Turboladergehäuses eignet sich ein neuer, besonders wirtschaftlicher Fräser von MAPAL. Er stammt aus dem neuen Fräsprogramm mit gepressten, radialen ISO-Wendeschneidplatten, das MAPAL jüngst vorgestellt hat. Highlight dieses Planfräsers sind die ISO-Wendeschneidplatten mit 16 nutzbaren Schneidkanten. Damit ist der Einsatz des Werkzeugs besonders wirtschaftlich.
Ebenfalls besonders wirtschaftlich für Zerspaner ist das neue Werkzeug zur Vorbearbeitung des Katflanschs. Bei diesem Überdrehwerkzeug kommt die Tangentialtechnologie zum Einsatz. Durch den stehenden und liegenden Einbau der LTHU-Schneiden können effektiv acht Schneidkanten pro Wendeschneidplatte genutzt werden.
Machining example:
Material: 1.4837 | Cooling: MQL | Diameter: 119 mm | Cutting speed: 80 m/min | Feed: 0.3 mm | Tool life: 100 parts
Turning tool with tangential technology
The four tools mentioned demonstrate, on the one hand, the different machining tasks on a turbocharger and, on the other hand, symbolise the variety of tools and know-how available from MAPAL. From standard milling cutters, through mechatronic actuating tools, to complex boring tools, the programme includes all the tools necessary for machining turbochargers, including the tool clamping systems. MAPAL designs the complete machining process such that the most reliable and cost-effective strategy for the customer is used. There is always a close eye on accuracy down to the μm so that the turbochargers achieve the highest possible efficiency in operation.
MAPAL schließt mit dem neuen Werkzeugeinstellgerät UNISET-V basic plus die Lücke zwischen einfachen mechanischen und hochpreisigen CNC-Einstellgeräten.
