Cylinder crankcase

The cylinder crankcase, also known as the engine block, is the central element of the combustion engine. Depending on the vehicle model and engine size, different models and sizes are available, from the 2-cylinder series engine to the 12-cylinder engine in V-configuration. In the automotive sector, aluminium alloys are mainly used due to the weight advantage. For the cylinder bore, this requires the use of cast sleeves or wear-resistant Coatings to ensure a high mileage. In machining, this often involves mixed machining with aluminium and cast iron and the use of extremely abrasive coatings. The higher combustion pressures in modern engines increase mechanical and thermal loads, resulting in more stringent quality requirements for the features to be machined.
Cylinder crankcase with numbering

Key features

  1. Cylinder bore
  2. Water pump bore
  3. Crankshaft bearing bore

  • A tool used for roughing a cylindrical bore

    1. Pre-machining – cylinder bore

    Pre-machining includes boring cylinder bores with sturdily designed indexable insert tools. They handle high and fluctuating stock removal. Depending on the workpiece material, PCD-tipped or coated HM indexable inserts are used to ensure
    long tool lives and high precision.

  • A tool used for finishing a cylindrical bore

    2. Finishing – cylinder bore

    Fine boring tools bring the bore to the exact dimension for subsequent coating or liner use. The tools are designed for high stability and feeds. They also produce the required dimensional accuracy and surface quality.

  • A tool performing finishing of a cylinder liner surface.

    3. Finishing – cylinder bore Surface

    After coating or liner fitting, the final machining of the bore surface takes place. Precise fine boring tools ensure dimensional and shape accuracy, have cutting compensation, and enable contact-free retraction from the bore.

  • A tool performing a honing relief.

    4. Honing relief

    Honing relief is mostly produced with special milling or actuating tools. The complex transition geometries and mixed machining that sometimes occur require coordinated tool and cutting material selection.

1. Cylinder bore

PROCESS CONDITIONS
  • Schwankende Guss- und Aufmaßsituationen
  • Teilweise werden verschleißfeste Beschichtungen (LDS-Schicht) in die Bauteile integriert
  • Teilweise Mischbearbeitungen durch den Einsatz verschiedener Werkstoffe
     -> Aluminium Kurbelgehäuse und Grauguss Zylinderlaufbuchse
  • Schwer zugängliche Bearbeitungen aufgrund der Bauteilgröße
  • Durchmessertoleranz vor dem Honen bis zu 40 μm
Zwei Werkzeuge zum Aufbohren und Feinbohren

Grundbohrung

1. Vorbearbeitung
Aufbohrwerkzeug

  • Stabile und wirtschaftliche Werkzeugauslegung mit Wendeschneidplatten und einfach einstellbaren Kurzklemmhaltern auch für schwankendes Bauteilaufmaß.

2. Fertigbearbeitung
Feinbohrwerkzeug mit EA-System

  • Mehrschneidiges, kompaktes Werkzeugdesign für höchste Vorschubgeschwindigkeiten und einfaches Einstellen.

Links ein Kompensationswerkzeug und rechts ein Aussteuerwerkzeug für die Zerspanung

Zylinderlauffläche mit Buchse

3. Fertigbearbeitung
Kompensationswerkzeug (Bearbeitungszentrum)

  • Schneidenkompensation über stirnseitige Verzahnung automatisch und direkt in der Maschine umsetzbar. Schneidenabhebung durch Positionsversatz und spezielles Werkzeugdesign ermöglichen kontaktfreien Rückzug.

ODER

Aussteuerwerkzeug (Sondermaschine)

  • Je nach Maschinentyp werden über eine Zugstange, eine Verstellspindel oder einen Drehantrieb die Schneiden definiert ein- und ausgesteuert. Dies ermöglicht einen kontaktfreien Rückzug sowie eine exakte Nachjustierung der Schneide.

Links ein Zirkularfräser und rechts ein Aussteuerwerkzeug

Zylinderlauffläche

4. Honfreigang
Zirkularfräser (Bearbeitungszentrum)

  • Mehrschneidige Werkzeugauslegung mit höchster Flexibilität bei der Auswahl der Wendeschneidplatten.


ODER


Aussteuerwerkzeug (Sondermaschine)

  • Definiertes Aussteuern der Schneiden durch Zug-/Druckstange. Flexibler Konturzug möglich.

2. Water pump bore

PROCESS CONDITIONS
  • Multi-stage bore with defined radius transitions
  • Diameter tolerances in H8 range
  • Circularities of 10 – 20 μm
A PCD step boring tool

1. Semi-finishing
PCD step boring tool
 
  • Optimised PCD insert geometry for controlled chip breaking and with interchangeable solid carbide drill for efficient use of cutting edges on boring stages.

3. Crankshaft bearing bore

PROCESS CONDITIONS
  • Hohe Koaxialität der einzelnen Lagerstege zueinander
  • Mehrfaches Anschneiden durch unterbrochenen Schnitt
  • Mischbearbeitung bei der Fertigbearbeitung durch die Lagerschalen
  • Durchmessertoleranzen von 0,2 mm
  • Oberflächenangaben von Rz 3,2 μm
  • Rundheit <3 μm
Bearbeitung des Kurbelgehäuses (Kurbelwellen-Lagerbohrung) mit einer Präzisions-Reihenbohrstange

Höchste Produktivität durch One-shot-Lösung

Vor- und Fertigbearbeitung 
Präzisions-Reihenbohrstange

  • Beste Koaxialität am Bauteil durch zusätzliche Lagerung gegenüber der Maschinenspindel, auch bei großen Bauteillängen.

Zwei Feinbohrwerkzeuge, das linke für die Vorbearbeitung und das rechte für die Fertibearbeitung

Höchste Prozesssicherheit durch 2-stufigen Prozess

Vor- und Fertigbearbeitung
Feinbohrwerkzeuge

  • Vorschneidstufe und zusätzliche Micro-Zerspanung an der Finish-Stufe für höchste Qualitätsanforderungen und Prozesssicherheit.