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。

Wie in der gesamten Automobilindustrie sind die Anforderungen an das Bauteil auch hier sehr hoch. „Bei dem Teil handelt es sich nicht nur um einen Adapterflansch, sondern das ist die Rückseite des Getriebes. Daher ist für die Lagersitze höchste Präzision erforderlich“, erläutert Sebastian Swiniarski, Gruppenleiter Arbeitsvorbereitung bei Schlote. In das Bauteil sind zahlreiche Bohrungen mit unterschiedlichen Toleranzen einzubringen, wofür Präzisionsfertigung im Bereich von tausendstel Millimetern gefragt ist. 

MAPAL und Schlote blicken auf eine langjährige, gute Zusammenarbeit zurück. So kommen PKD-Fräser, die unter anderem definiert raue Oberflächen zum Aufbringen der Dichtmasse schaffen, Gewindebohrer, Reibahlen sowie eine Reihe unterschiedlicher Bohrwerkzeuge aus dem Hause MAPAL zum Einsatz. „Wir bieten unseren Kunden umfassende Lösungen bis hin zur Auslegung kompletter Prozesse an“, sagt Stefan Frick, der Schlote als technischer Berater von MAPAL betreut. 
 

Die eingesetzten Werkzeuge standen von Beginn an auf dem Prüfstand. Seit die Produktion in Harzgerode läuft, werden laufend Analysen betrieben, um mögliche Schwachstellen aufzudecken und die Fertigung zu optimieren. Im Rahmen dieses kontinuierlichen Verbesserungsprozesses ist es in enger Zusammenarbeit zwischen Schlote und MAPAL im Laufe der Jahre gelungen, höhere Standzeiten zu generieren, Werkzeugkosten zu senken und die Produktionsmenge zu steigern. Konnten anfänglich maximal 3.600 Teile pro Tag gefertigt werden, liegt das mögliche Limit heute bei 4.500 Bauteilen, ohne dass zusätzliche Maschinen angeschafft werden mussten. 

Die jüngste Optimierung betrifft Tiefbohrungen für Ölkanäle, über die im Automatikgetriebe geschaltet wird. „Über unser Toolmanagement-System werten wir monatlich aus, welche Werkzeuge wie oft gewechselt wurden“, berichtet Sebastian Swiniarski. „Dabei haben sich die Tiefbohrer jedes Mal als auffällig erwiesen. Da diese Bohrer auch relativ kostenintensiv sind, haben wir an dem Punkt angesetzt, um unsere Werkzeugkosten weiter zu senken.“ Mit dem Werkzeugverschleiß kommen auch Qualitätsaspekte ins Spiel, da ein stumpfer Bohrer beim Austritt Grate erzeugt.
 

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.
 

Clutch housing manufacturing at the site was planned to last at least eight years with a peak output of 1.1 million parts per year. This peak was surpassed in 2020. Production has been ongoing for five years in the meanwhile with 900,000 parts produced per year.

Due to continuously improved productivity and the lower production quantities, there has been time to address future trends and produce different parts. The factory is already being modified for this purpose. The first of two new projects involves six different parts that Schlote is to produce for a hybrid model of super sports car manufacturer.

In the other project, Schlote’s expertise as a clutch housing manufacturer is once again called for – this time for an electric car. Schlote draws from the trend toward electric mobility by supplying e-cars with transmissions as well. For an innovative model with three gears, the connection between engine and transmission is to be produced in Harzgerode. Half of the factory capacity is currently being converted. The production of parts for combustion engines is to be ramped down to 50 per cent. In future, hybrid cars will account for 10 per cent and purely electric mobility for 40 per cent. Schlote has already produced the first parts for the new projects.