11.05.2023

-Strategy- バッテリーフレーム

部品の完全な機械加工は、加工工程を検討し調整を行う必要があります。これが、コスト効率・信頼性の高い製造を実現し、完璧な結果を得る方法です。このような高度な加工工程をお客様に提供するために、マパールは電気自動車に重点を置くコンポーネントを定義し、最適な加工工程を提供出来るように策定しました。バッテリー フレームはこれらのコンポーネントの 1 つです。

バッテリーフレームはあらゆる電気自動車にとって重要な部品です。 通常、事前加工後に溶接されるフレームのパーツで構成され、バッテリーフレームとして機能します。 マパールのeモビリティの専門家は、さまざまなお客様でのデーターに基づいて、バッテリー フレームの主要な機械加工を網羅する汎用コンポーネントをまとめました。 「この部品では、機械加工に伴う特別な課題に焦点を当てます。」と MAPAL の eモビリティ   マネージャーの Michael Kucher 氏は述べています。

部品の機械加工中に直面する課題には、段付き穴、複数層の異なる穴、さまざまな寸法のフライス加工されたポケット・ショルダーへの要求の高い表面仕上げなどが求められます。
 

The generic component presents the challenges involved in machining a battery frame.   ©MAPAL
„Wir meistern diese Herausforderungen vor allem mit den optimal dafür ausgelegten Fräsern“, sagt Michael Kucher. Auch viele Bohrungen am Rahmenbauteil werden gefräst. In Abhängigkeit von Durchmesser und Bearbeitungstiefe entscheiden die Experten im jeweiligen Fall, ob gebohrt oder gefräst wird. „Zwar ist die Taktzeit beim Fräsen von Bohrungen etwas länger, allerdings bieten die Fräser in diesem konkreten Fall deutliche Vorteile, die das mehr als aufwiegen“. So waren in der Vergangenheit häufig lange Späne, die beim Bohren des Aluminiumbauteils entstehen, ein Problem bei Kunden. „Lange Späne aus dem Inneren der Rahmenteile zu entfernen, stellte sich in der Vergangenheit oftmals als Prozessrisiko dar“, so Kucher. Kurze Frässpäne dagegen lassen sich einfach beseitigen. Insgesamt ist beim Fräsen eine deutlich geringere Gratbildung zu beobachten als beim Bohren. Zudem werden Werkzeugwechsel eingespart. Können doch mit einem Fräser mehrere Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern problemlos bearbeitet werden.  
 
Dieser Vorteil kommt vor allem zum Tragen, wenn die Bohrung in einem der unteren Layer einen größeren Durchmesser hat, als der Bohrungseingang im oberen Layer. „Mit einer rückwärtigen Schneide am Fräser ist das gut zu realisieren“, sagt Kucher. Die Alternative wäre ein Umspannen des Werkstücks, um die Bohrung von unten mit einem Bohrer bearbeiten zu können. Mit dem speziell ausgelegten PKD-Fräser von MAPAL wird die Bohrung mit einer Drehzahl von 16.000 min-1, einer Schnittgeschwindigkeit von 650 m/min und einem Vorschub von 0,063 mm bearbeitet. 
 
Insgesamt sieben Werkzeuge kommen für den Musterprozess zur Zerspanung des Batterierahmens zum Einsatz.   ©MAPAL

Bestmögliche Oberflächen mit dem OptiMill-SPM-Finish

Um die Absätze, Taschen und Nuten zu schruppen und die Taschen zu schlichten, empfiehlt MAPAL den OptiMill-SPM-Finish. „Er erreicht bestmögliche Oberflächen und arbeitet auch in den Ecken bei großer Umschlingung und hoher Belastung stabil“, beschreibt Kucher das Werkzeug. Die Spanräume sind poliert, damit funktioniert die Spanabfuhr perfekt. Das Besondere an diesem Werkzeug ist, dass Anwender große Tiefen in einem Zug schlichten können. Das spart Zeit und ist damit besonders wirtschaftlich. Beim Schlichten am Batterierahmen wird eine Oberfläche von bis zu Rz = 1 µm erreicht. Beim Schruppen wird mit einer Drehzahl von 10.981 min-1, einer Schnittgeschwindigkeit von 414 m/min und Vorschüben zwischen 0,12 und 0,22 mm gearbeitet. Beim Schlichten mit gleicher Drehzahl und gleicher Schnittgeschwindigkeit beträgt der Vorschub 0,075 mm. 
Der speziell ausgelegte PKD-Fräser bearbeitet die beiden Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern.   ©MAPAL
Insgesamt kommen für den gesamten Musterprozess sieben Werkzeuge – davon sechs Fräser zum Einsatz. Neben dem OptiMill-SPM-Finish unter anderem der jüngst vorgestellte FaceMill-Diamond-ES. Um ein perfekt aufeinander abgestimmtes System zu bieten, werden alle Werkzeuge mit Zylinderschaft für den Musterprozess in UNIQ Spannfuttern gespannt.  
  
„Wir bieten unseren Kunden für die Herausforderungen beim Zerspanen des Batterierahmens ein Komplettpaket an – bestehend aus PKD- und VHM-Werkzeugen, Spannfuttern und dem entsprechenden Prozess. Dafür passen wir den Musterprozess individuell auf die jeweiligen Gegebenheiten an“, erläutert Kucher.  
 

Kathrin Rehor, PR Project Manager at MAPAL

Contact

Kathrin Rehor Public Relations Kathrin.Rehor@mapal.com Phone: +49 7361 585 3342


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