PCDで最適な深穴加工

Harzgerode工場 で製造されている部品は、アルミダイキャストのクラッチハウジングです。 製造させてました部品は、さまざまな大手自動車メーカーに納入されており、主に 2 リッター エンジンを搭載した車両に搭載されています。 ベルハウジングはトランスミッションをエンジンに接続します。 トランスミッション側はすべてのクラッチ ハウジングで同じですが、もう一方の側は各自動車メーカーのエンジンに適合します。 違いはほとんど小さいため、ベル ハウジングの構造はすべての自動車メーカーで 99% 同一です。

Schlote Harzgerode GmbH社は1 日あたり 4,000 個の部品を生産しています。 現在工場では 80% 以上という非常に高度な自動化が進んでいます。 ハルツゲローデの施設では、120 人の従業員が週 5 日、24 時間体制で働いています。 必要に応じて、生産を週 6 日または 7 日に拡張することができます。

自動車業界全体に言えることですが、部品に対する精度要求は非常に高くなります。 「この部品はアダプターフランジだけでなく、トランスミッションの後部も含まれます。 したがって、ベアリング シートには最高度の精度が必要です」と Schlote社 の作業準備チーム リーダー、Sebastian Swiniarski 氏は説明します。 この部品には公差の異なる多数の穴が必要であるため、1,000 分の 1 ミリメートルの精度で製造する必要があります。

MAPALとSchlote社は、長年にわたる効果的な協力関係を振り返ることができます。MAPALは、PCD フライスカッター (シーリング材を塗布する面の荒面を製造する)、タップドリル、リーマー、多様な穴あけ工具の供給を委託されています。 「当社は、プロセス全体の開発を含む包括的なソリューションをお客様に提供しています」と MAPAL の Schlote 技術顧問、Stefan Frick 氏は述べています。

納品されたツールは注意深く管理されていました。 Harzgerode 工場の稼働以来、潜在的な弱点を見つけて製造を最適化するために分析が継続的に実行されてきました。 この継続的な改善プロセスの中で、Schlote 社と MAPAL は共同して、長年にわたる工具寿命の延長、工具支出の削減、生産量の増加を達成してきました。 量産初期は 1 日あたり最大 3,600 個の部品が生産されていましたが、現在では追加の機械を必要とせずに、 4,500 個の部品製造をするにまで引き上げられました。

最新の最適化には、トランスミッションのギア部に使用されるオイル チャネルの深穴の加工です。 「工具管理システムを使用して、どの工具をどのくらいの頻度で交換する必要があるかを毎月評価しています」と Swiniarski 氏は報告します。 「深穴用のドリルは特にセンシティブです、これらのドリルは比較的コストが高価のため、ツールのコストを削減するために、深穴用のドリルに集中しました。」 切れ味が鈍いドリルでは穴の出口にバリが生じるため、品質面は工具の摩耗にも影響します。

Für das neue Werkzeug ging MAPAL vom vorhandenen Vollhartmetallbohrer aus und hat an dessen Spitze eine PKD-Schneide eingesetzt. Der Aufbau des Werkzeugs erinnert an einen mit Hartmetall bestückten Betonbohrer. Mit der Standmenge der PKD-Tiefbohrer sind die Fertiger in Harzgerode sehr zufrieden. War der Vollhartmetallbohrer bei circa 2.500 Bauteilen am Standzeitende, erreicht sein PKD-Pendant prozesssicher 15.000 Bauteile. Die Bearbeitung birgt noch weiteres Potenzial durch Herausforderungen wie Lunker im Material oder eine variierende Gussqualität, an denen aktuell gemeinsam gearbeitet wird. „Standzeiten von 40.000 Bauteilen haben wir ebenfalls schon des Öfteren erreicht. Daher ist es natürlich unser Ziel, dass wir die „Standzeitausreißer“ nach oben zum Regelfall machen“, betont Stefan Frick. 

Die Schnittdaten blieben gegenüber dem Vollhartmetallbohrer unverändert bei einer Drehzahl von 8.700 min-1, einem Vorschub von 0,3 mm/U und einer Schnittgeschwindigkeit von 218 m/min. Das wirtschaftliche Potenzial des neuen Bohrers liegt in dessen wesentlich höherer Standzeit, den daraus resultierenden niedrigeren Werkzeugkosten und der höheren Prozesssicherheit. Der Wegfall vieler Werkzeugwechsel reduziert zudem den Maschinenstillstand. 

Die Produktion bei Schlote in Harzgerode besteht aus insgesamt zehn Fertigungszellen. In jeder dieser Zellen stehen drei Maschinen des Herstellers SW, zwei Doppelspindler W06 und ein Einspindler one6. Das Bauteil wird in drei Spannungen bearbeitet, wobei die Doppelspindler die beiden ersten Spannungen übernehmen und in der dritten das Finishing stattfindet.
 

Die Fertigung der Kupplungsgehäuse am Standort war als Projekt mit einer Laufzeit von mindestens acht Jahren und einer Peak-Stückzahl von jährlich 1,1 Millionen Teilen ausgelegt. Der Peak wurde 2020 überschritten. Mittlerweile läuft die Produktion des Bauteils im fünften Jahr und liegt bei 900.000 Stück. 

Zusammen mit der kontinuierlich verbesserten Produktivität erlauben es die sinkenden Produktionsmengen, nun Zukunftsthemen anzugehen und erstmals auch andere Bauteile herzustellen. Dafür hat der Umbau des Werks bereits begonnen. Im ersten von zwei neuen Projekten geht es um sechs verschiedene Bauteile für ein neues Hybridmodell eines Herstellers von Supersportwagen, die Schlote produzieren soll. 

In einem weiteren Projekt ist wieder die Kompetenz des Fertigers bei Kupplungsgehäusen gefragt – dieses Mal allerdings für Elektrofahrzeuge. Schlote profitiert hier von dem Trend in der Elektromobilität, auch E-Autos mit einem Getriebe auszustatten. Für ein innovatives Modell mit drei Gängen soll die Verbindung zwischen Motor und Getriebe aus Harzgerode kommen. Die Hälfte der Hallenkapazität wird derzeit umgebaut. Die Fertigung von Teilen für Verbrenner wird auf 50 Prozent heruntergefahren, zehn Prozent sollen künftig auf Hybridfahrzeuge entfallen, 40 Prozent auf reine Elektromobilität. Erste Bauteile für die neuen Projekte hat Schlote bereits hergestellt.