01.01.2019
Changing Mobility
New Challenges, New Solutions
Electric motors and other elements of electric vehicles are components to which vehicle manufacturers and their suppliers have been devoting considerable attention for some time now. Designing new parts and manufacturing them in a way that is suitable for series production often present a challenge, and the tight tolerances require call for specialist expertise. In 2017, MAPAL worked with machine tool manufacturer HELLER to overcome just such a challenge and to get manufacturing processes for a newly designed stator housing ready for series production.
In teamwork to series production
Stator bore as the greatest challenge
Machining the main bore for the stator housing – the stator bore – proved to be the greatest challenge of the entire manufacturing process. The process-reliable and cost-effective finish-machining of deep bores with large diameters is one of MAPAL’s key competitive differentiators. The tool manufacturer with strong ties to the automotive industry gained this expertise through decades of experience in fields such as machining gear housings. “We took our expertise and applied it to the requirements for the stator housing,” explains Meier.
For the collaborative project, MAPAL opted for lightweight and yet extremely robust tools in welded design that are ideally suited for the machining of the thin-walled housing. Despite the long projection length and the large diameter of more than 250 mm, the tool is highly accurate.
Geringes Gewicht durch Rohrkonstruktion
Bei den „Schweißkonstruktionen“ dient eine Rohrkonstruktion als Grundkörper. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Bohrstange wiegen die Werkzeuge nur die Hälfte. Die Träger der Schneiden und der Führungsleisten sind angeschweißt und stützen sich durch Verbindungsstege gegenseitig ab. Das minimiert die Gefahr des Ratterns. Zudem ist die Abstützung bei Schnittunterbrechungen gewährleistet. Das Biegewiderstandsmoment ist durch die Rohrkonstruktion und die Stabilisierungsrippen sehr gut.
„Wir haben die Bearbeitung der Hauptbohrung in drei Schritte unterteilt – Vorbearbeitung, Semi-Finishbearbeitung und Fertigbearbeitung“, erläutert Norbert Meier. Auf wenige µm genau wird die Hauptbohrung im letzten Schritt mit dem Feinbohrwerkzeug als Schweißkonstruktion bearbeitet. „Um höchste Genauigkeit zu erreichen, sind die PKD-bestückten Schneidplatten feinjustierbar“, sagt Meier. Für die optimale Abstützung in der Bohrung ist das Werkzeug mit Führungsleisten ausgestattet.
Prozess erfolgreich in Serie
Wie für die Statorbohrung fanden die Experten von Maschinen- und Werkzeughersteller auch für alle anderen Bearbeitungen am neuen Statorgehäuse die entsprechende Lösung. „Dabei haben wir gemeinsam nicht nur nachgewiesen, dass die Komplettbearbeitung des Werkstücks in den vorgegebenen Toleranzen funktioniert, sondern auch, dass die Lösung eine prozesssichere Fertigung innerhalb der vorgegebenen Taktzeiten ermöglicht“ zeigt sich Dietmar Stehle zufrieden.
Beide Partner bestätigen, dass sie sich während des gemeinsamen Projekts nachhaltiges Know-how erarbeitet haben. Entstanden sind beispielsweise komplett neue Werkzeuglösungen, wie pendelgelagerte Werkzeuge, um die geforderten Lagetoleranzen durch eine notwendige Umschlagsbearbeitung des Bauteils zu erfüllen. In Summe legten die beiden Unternehmen den Prozess in der ersten Ausbaustufe perfekt für die Produktion aus – der Kunde fertigt heute fünfstellige Stückzahlen des Statorgehäuses in Serie.