22.07.2025

Werkzeuglösungen für moderne Verbrenner

MAPAL optimiert Bearbeitung für Kurbelwelle und Ventilsitze

Die Produktionszahlen für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor sind rückläufig, liegen mit jährlich rund 75 Millionen gebauten Autos aber immer noch auf sehr hohem Niveau. Grund genug für die Industrie, für die Serienfertigung weiter nach Optimierungsmöglichkeiten zu suchen. MAPAL unterstützt dies mit neuen Werkzeuglösungen für moderne Verbrenner- und Hybridmotoren.

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Ein MAPAL Kombinationswerkzeug mit Wendeplatte und Einsteckreibahle, davor eine neue HNHX-Wendeschneidplatte.
  • Ein MAPAL Kombinationswerkzeug mit Wendeplatte und Einsteckreibahle, davor eine neue HNHX-Wendeschneidplatte.
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    Minimum 12 Schneidkanten weisen die HNHX-Wendeschneidplatten auf und steigern somit die Wirtschaftlichkeit der Ventilsitz­bearbeitung auf ein neues Niveau. ©MAPAL 

  • Das Bild zeigt ein Kombinationswerkzeug mit HNHX-Schneide von MAPAL im Einsatz in der Werkzeugmaschine.
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    Die Verdoppelung der Schneidkanten, der Einsatz von PcBN-Hochleistungsschneidstoffen und das robuste Spannsystem resultieren in einer deutlichen Produktivitätssteigerung der Ventilsitzbearbeitung. ©MAPAL 

  • Das Bild zeigt eine Kurbelwelle, davor ein sehr langes Werkzeug von MAPAL zur Bearbeitung der Erleichterungsbohrung.
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    Erleichterungsbohrungen in Kurbelwellen zur Gewichtseinsparung bei. In Zusammenarbeit mit HEULE Precision Tools bietet MAPAL nun ein Werkzeug an, das Bohren und Entgraten der langen Bohrungen in einem Arbeitsgang durchführt. ©MAPAL 

  • Auf dem Bild sind zwei Kombinationswerkzeuge von MAPAL zu sehen, die das Bohren und Entgraten der Erleichterungsbohrung vornehmen.
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    Für die Bearbeitung der Erleichterungsbohrung in Kurbelwellen kommt dieses Ein-Schuss-Werkzeug zum Einsatz. Es führt die Vollbohroperation und das Entgraten des Bohrungsein- und austritts in einem Arbeitsgang durch. ©MAPAL 
Im Fokus der Automobilbranche stehen stets schnellere Taktzeiten und niedrigere Kosten pro Bauteil. Mit zwei Beispielen aus der Kurbelwellenfertigung und der Ventilsitzbearbeitung zeigt MAPAL, wie dies mit der Kombination von Bearbeitungsschritten und innovativen Werkzeugtechnologien erreicht werden kann. 

One-Shot Solution zum Bohren und Entgraten

Der Wunsch nach Gewichtseinsparung, um mit weniger bewegter Masse Treibstoff zu sparen, macht auch vor einer klassischen Komponente wie der Kurbelwelle nicht Halt. Um Material abzutragen, zieht sich eine zentrale Erleichterungsbohrung durch das gesamte Bauteil. Bedingt durch die Form der Kurbelwelle, kommt es bei der zerspanenden Bearbeitung zu wiederholten Ein- und Austritten des Werkzeugs in das Material. Wie viele das sind, hängt von der Zylinderzahl des Motors ab. 
Das Bild zeigt eine Kurbelwelle, davor ein sehr langes Werkzeug von MAPAL zur Bearbeitung der Erleichterungsbohrung.
Erleichterungsbohrungen in Kurbelwellen zur Gewichtseinsparung bei. In Zusammenarbeit mit HEULE Precision Tools bietet MAPAL nun ein Werkzeug an, das Bohren und Entgraten der langen Bohrungen in einem Arbeitsgang durchführt.   ©MAPAL

Auch die Länge des Bohrers richtet sich danach. Um die komplette Kurbelwelle in einem Durchgang bearbeiten zu können, sind Werkzeuge mit Längen zwischen 600 und 800 mm erforderlich. MAPAL realisiert dies mit einem modularen System. Der Bohrkörper ist ein Sonder-Wechselkopfhalter mit TTS-Schnittstelle (Torque Transfer System), die eine extrem stabile Verbindung garantiert. Die MAPAL Schnittstelle ist gekennzeichnet durch eine optimale Drehmomentübertragung sowie hohe Wechsel- und Rundlaufgenauigkeiten. Für die gewünschte Werkzeuglänge wird der Halter auf eine Verlängerung aufgeschraubt. Der TTD-Wechselbohrkopf an der Spitze ist je nach Maschinenleistung in unterschiedlichen geometrischen Ausführungen verfügbar. 

Eine Herausforderung bei der Bearbeitung sind die Grate, die beim Ein- und Austritt des Bohrers ins Metall entstehen. Früher wurden diese Grate in einem separaten Arbeitsgang entfernt. MAPAL bietet nun eine One-Shot-Lösung zum gleichzeitigen Bohren und Entgraten. Möglich wird dies durch ein modulares Kombinationswerkzeug, bei dem in die Fase hinter dem Bohrkopf eine zusätzliche Fasschneide integriert ist. Dieses SNAP18 Modul ist ein miniaturisiertes Entgratsystem, das von der HEULE Precision Tools individuell ausgelegt wurde. Zum prozesssicheren Vorwärts- und Rückwärtsentgraten steuert eine kleine Feder die Schneide aus und sorgt dafür, dass der vorgebohrte Durchmesser zehntelgenau gefast und durch das Entgraten nicht beschädigt wird. 
 

Auf dem Bild sind zwei Kombinationswerkzeuge von MAPAL zu sehen, die das Bohren und Entgraten der Erleichterungsbohrung vornehmen.
Für die Bearbeitung der Erleichterungsbohrung in Kurbelwellen kommt dieses Ein-Schuss-Werkzeug zum Einsatz. Es führt die Vollbohroperation und das Entgraten des Bohrungsein- und austritts in einem Arbeitsgang durch.   ©MAPAL
Mit dieser Werkzeuglösung spart sich der Anwender einen Arbeitsschritt und damit auch einen Werkzeugplatz im Magazin. Die Taktzeit verkürzt sich. 

Zwölf Schneiden für Ventilsitze

Zur Kostensenkung bei der Feinbearbeitung von Ventilsitzen hat MAPAL eine innovative HNHX-Wendeschneidplatte entwickelt. Wie das Vorgängermodell ist auch die HNHX sechseckig, verfügt aber über zwölf einsetzbare Schneidkanten anstatt der bisherigen sechs. Die negative Einbaulage ermöglicht das Wenden dieser neuen Schneidplatte. Ein modifizierter Spannstern sorgt für maximalen Kraftschluss und präzise Positionierung im Plattensitz. Für die Endbearbeitung des Ventilsitzrings ist sowohl bezüglich der vorgegebenen Toleranzen als auch der Oberflächenqualität eine hochgenaue Zerspanung erforderlich. Mit der HNHX werden Oberflächenwerte von weniger als Ra 2,0 erreicht. 
A MAPAL combination tool with indexable insert and insert reamer, with a new HNHX indexable insert in front of it.
The HNHX indexable inserts have at least twelve cutting edges and thus raise the cost-effectiveness of valve seat machining to a new level.   ©MAPAL
MAPAL recommends a combination tool for machining the valve seat and valve guide. In one machining step, the tool first machines the valve guide and then the valve seat with the HNHX indexable insert.

Further increase in efficiency possible for larger valve seat rings

Depending on the valve seat design, the HNHX indexable inserts can also be used much more than 12 times. Where possible from a construction perspective, such as for larger valve seat rings in lorries, these inserts can be used twice, meaning 24 cutting edges can be used. This is done by removing the cutting edge at the end of its tool life and reusing it in a different angular position. The cutting edges used are easy for the user to identify thanks to a corresponding coating. This enables simple repositioning in another insert seat and further processing using an yet unused area of the cutting edge.
The picture shows a combination tool with HNHX cutting edge from MAPAL in use in the machine tool.
The doubling of the cutting edges, the use of PcBN high-performance cutting materials and the robust clamping system result in a significant increase in the productivity of valve seat machining.   ©MAPAL

Doubling the number of cutting edges has a direct impact on the user’s production costs: The costs per part halve as a result. Tool life is also increased by the use of PcBN high-performance cutting materials developed within the MAPAL Group. Cutting materials are being customized to align with developments in the industry, enhancing the wear resistance of valve seat rings through the use of innovative materials. The robust clamping system results in maximum force closure and thus a homogeneous distribution of force in the insert seat.

Despite the clear trend towards e-mobility, the development of combustion engines continues. Not least for use in modern hybrid vehicles. MAPAL is at its customers’ sides as a technology partner and will contribute to further optimising their production in the years to come.
 

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Portrait Ostertag-Mathias

Contact

Mathias Ostertag Public Relations mathias.ostertag@mapal.com Phone: +49 7361 585 3566

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