Elektrifierad rörlighet – driftsäker bearbetning av små motorhus för elmotorer gjorda i magnesium och aluminium

apr 26, 2021 | Fräs

Idag så cyklar amatörcyklister uppför alla typer av berg utan större ansträngning, berg som får proffscyklister att blir svettiga. Elcyklar är hemligheten, cyklar med elektrisk hjälpmotor, dessa cyklar syns överallt idag och populariteten fortsätter att öka.  När populariteten av elcyklar ökar, så ökar även produktionen av dess delar. Under 2019, var i genomsnitt var tredje cykel som såldes i Tyskland en elcykel, totalt 1,36 miljoner elcyklar utav 5,4 miljoner cyklar i Tyskland. 

Produktionen av elcyklar 

I Tyskland, tillverkades 1 miljon elcyklar 2019. Motorhusen, bl.a är en utmaning i tillverkningsfasen. Då motorhusen ska vara små och lätta och samtidigt mycket exakta. Den lilla storleken på enheten är resultatet av det begränsade utrymmet på elcykeln. De flesta motorer är monterade direkt i eller på ramen så diskret som möjligt. Hela enheten måste delvis vara gjord i lättviktsmaterial för att garantera en lång livslängd på batteriet. Ju mindre vikt som måste flyttas, desto mindre behöver elmotorn “jobba” och desto längre håller batteriet utan laddning. Motorhuset måste tillverkas med hög precision för att garantera att motorn går tyst och mjukt. En noggrant tillverkad motor går mjukt och uppnår högsta möjliga effektivitet. 

Som ett resultat av ovan nämnda krav, använder de flesta tillverkarna av små elmotorer pressgjuten aluminium, eller oftare pressgjuten magnesium. Båda materialen har låg vikt. Magnesium har en densitet på 1.7 g/cm3 så det är något lättare än aluminium med en densitet på 2.7 g/cm3. Dessutom, så är magnesium lättare att gjuta än aluminium. Detta möjliggör konstruktioner med tunnare väggar och invecklade strukturer.  Oavsett om husen är gjorda av aluminium eller magnesium, består de flesta elmotorerna av ett hus med ett eller två lock.  De har mycket tunna väggar och är instabila, och är därför känsliga för vibrationer. Flerstegkonturer i huset ger utrymme för olika funktionella komponenter i elmotorn. Form- och diametertoleranserna är höga, smala former, form- och lägestoleranser är specificerade. 

Utmaningen att bearbeta motorhuset 

“För bearbetningen av huset, ger egenskaperna på materialet och de tunna väggarna på detaljen stora utmaningar” säger Leander Bolz, säljchef hos ”Mapal Centre of Competence” för PKD verktyg. Dessutom är husen redan belagda innan de skall bearbetas och ytorna får inte bli repade under bearbetning. “Våra kunder, inom denna sektor, producerar mycket stora volymer, så det är lika viktigt att verktygen är kostnads-effektiva att använda” tillägger Bolz.

Under de senaste decennierna, har Mapal byggt upp omfattande erfarenhet på bearbetning av små elmotorhus i både aluminium och magnesnium. “Små motorhus har alltid använts till motorsågar, mopeder och gräsklippare som exempel, men med elektrifieringen har toleranskraven ökat ytterligare”, förklarar Leander Bolz. Så Mapal har utvecklat sitt program för komplett bearbetning av elmotorhus till de ändrade förutsättningarna. Först och främst, PKD- och solida hårdmetallverktyg är bäst lämpade för bearbetning av båda dessa material. I vissa fall, designar verktygsexperter bearbetningsprocessen för torrbearbetning. Polerade spånutrymmen och särskilt polerade ytor på verktygen förhindrar att verktygen blir smutsiga. Detta gör bearbetningen säker även utan någon kylvätska. 

“När det gäller design av verktyg för bearbetning av magnesiumhus, gör vi alltid verktygen i det övre toleransområdet”, förklarar Bolz. Detta görs p.g.a. spänningar i materialet, olika tjocklekar på beläggningarna eller materialets duktilitet, som krymper efter bearbetning tack vare värmeutvecklingen, och detta orsakar måttvariationer på en del diametrar. “Det är endast genom provborrning med efterföljande mätning av detaljen som vi kan bestämma vilken diameter verktyget skall ha, som också gäller för efterföljande verktyg”.  

Mest lönsamma lösningen genom kombinationsverktyg 

För att kunna göra bearbetning av elmotorhus så ekonomisk som möjligt och hålla icke produktiv tid till ett minimum, flera bearbetningssteg kombineras i ett och samma verktyg. 

PKD verktyg för bearbetning av lagerhål och styrpinnhål  

Ett exempel är verktyget för bearbetning av lagerläge i ett hus av magnesium. “Under denna bearbetning, vi hade problem med stora vibrationer eftersom detaljen var mycket tunnväggig, speciellt vid det tredje lagerläget”, påminner Leander Bolz om. Verktyget måste avverka ett skärdjup på 0,6 – 1 mm i de förgjutna hålen. 

Kunden hade höga krav: 

  • Rundhet < 0.01 mm
  • Diameter tolerans IT7
  • Ytkrav Rz < 10 µm

Mapal designade ett komplext, PKD flerstegsverktyg för denna applikation. “Detta gav oss möjlighet att bearbeta alla tre lagerhålen och styrpinnhål i ett och samma verktyg – på ett sett som var processsäkert och uppfyllde toleranskraven” säger Bolz

Verktyget körs med följande skärdata: 

  • Varvtal 8,000 rpm
  • Matning 3,200 – 4,800 mm/min
  • Matning/tand 0.1 – 0.15 mm

Upprymmning och fräsning i ett och samma verktyg 

 Ett annat verktyg kombinerar fräsning och upprymning. När upprymningen kör lagerlägena och styrpinnhål, fräser man ett tätningsspår med samma verktyg. “Med detta verktyg var vår huvuduppgift att förhindra vibrationer och reducera skärtrycket” förklarar Bolz. Mapals verktygsexperter uppnådde detta med optimalt antal skär och geometri på fräsdelen. “Detta hjälper oss att undvika spånor i tätningsspåret och garantera en säker process” säger Bolz.

Frässteget på verktyget har följande skärdata:

  • Varvtal 8000 rpm
  • Matning 7,200 mm/min
  • Matning/tand 0.15 mm

Mapal offererar ett komplett verktygspaket Mapal gör också alla andra verktyg för komplett bearbetning av motorhuset. “För en av våra kunder, offerera vi komplett bearbetning av ett motorhus med endast åtta olika verktyg” säger Bolz. Antalet verktyg varierar beroende på hur detaljen ser ut, material och toleranskrav. En annan kund med ett mycket mer komplicerat motorhus behövdes 31 verktyg. “Idag offererar vi kompletta verktygspaket för bearbetning av små motorhus i aluminium och magnesium. Beroende på krav och komplexitet, designar vi lämpligt verktygskoncept” sammanfattar Bolz.

För mer information: Colly, Mapal

Högmatningsfräsning av rotorer – tryggare, säkrare och mer effektivt
Med längder uppemot 6 meter och vikter uppemot 30 ton är rotorerna som tillverkas hos anrika Björneborg Steel minst sagt imponerande. När man dessutom ska avverka...
Nya MAPAL-kataloger: Hållande, hålbearbetning och fräsning
MAPAL lanserar nya kataloger för hållande verktyg, hålbearbetning och fräsning. Som en del i det har hela produktportföljen setts över, reviderats och kompletterats för...
Med sin mångsidighet sänker Secos fräsar kostnaderna för verktygslagret
Tillverkare som vill ha mångsidighet och precision vid bearbetning kan kombinera Seco Turbo 16 hörnfräsar och Helical Turbo 16 fräsar för att minska verktygslagret och...
Spårfräsning av smala spår
Paul Horn GmbH har utökat sitt system för spårfräsning av spår. Horn erbjuder verktygen i skärbredder från 0,25 mm till 1 mm, beroende på diametern. Beroende på...
Fräsfamilj med unikt frässkär för höga matningar
2018 introducerades fräsfamiljen LOGIQ4FEED, för fräsning med höga matningar, med ett 4 mm´s-skär och tillhörande fräskroppar i Ø12-52 mm. Nu kompletteras familjen med...
Multi-Master – En multifunktionell mästare
När ISCAR lanserade MULTI-MASTER för roterande fräsverktyg med utbytbara hårdmetallhuvuden i början av 2000-talet blev det början på en ny era för utvecklingen av...
GARANT Master UNI fräs med grovbearbetningsprofil visar hög prestanda och processtillförlitlighet i alla material
Den nya GARANT Master UNI HM Högavverkningsfräs HPC från Hoffmann Group är ett riktigt allround-verktyg för alla fräsoperationer och material. Det unika med denna...
Horn på EMO – med teknologiskt försprång
Tyska HORN är i dag Europas ledande tillverkare av spårbearbetningsverktyg och har sedan 1969 producerat extremt exakta spår-, avstick-, längdsvarv- och fräsverktyg för...
Innovation – Nya experter på spårskärning i icke-järnhaltiga material
Hofmann & Vratny presenterar sin nya EXN1-serie – en innovation för spår skärning i aluminium, syntetiska material och andra icke-järnhaltiga metaller. EX i...
Utökar sortiment av gängfräsar
SmiCut har nu utökat och förbättrat sitt sortiment av solida gängfräsar som dem tillverkar själva i Ludvika. Vad är då nytt? Vissa verktyg ändras från 4-skäriga till...
Mapal presenterar nya OptiMill-Tro-Inox: Högsta produktivitet i rostfritt stål
För att uppnå högsta möjliga produktivitet i bearbetningen av rostfritt stål (Inox) lanserar MAPAL OptiMill-Tro-Inox-en ny sexskärig fräs för dynamisk fräsning i...
Ny programvarumodul för kontrollerad spånbrytning
Sandvik Coromant presenterar en ny bearbetningsmetod som gör det möjligt att kontrollera spånbrytningen i gängsvarvningsapplikationer. OptiThreading™ lanseras som...
Optimerad fräsning för vibrationsfri bearbetning
Sandvik Coromant har lanserat ett nytt fräsverktyg för hög matning. CoroMill® MH20 är främst framtagen för fräsning av hålrum och fickor i materialen ISO S, M och P....
Deras vassaste fräs någonsin!
-Vår vassaste fräs någonsin! Speciellt framtagen för effektiv bearbetning i mjuka och tuffa material, både under stabila och instabila förhållanden säger Peter Alström...
ISCAR NEOFEED – högre lönsamhet med dynamisk plan- och högmatningsfräsning
Från ISCAR´s senaste kampanjlansering NEOLOGIQ återfinns den helt nya fräsfamiljen NEOFEED för grovfräsning. NEOFEED består av planfräsar i två olika utföranden - FFQ8...
Ny formgängtapp med unik polygongeometri ger hög process säkerhet och lång livslängd!
GARANT Master-produktfamiljen har fått en ny medlem: Med nya GARANT Master Form Steel presenterar Hoffmann-gruppen en formgängtapp som levererar gängor i toppklass,...
ISCAR HELISLOT-familjen växer – nu finns skivfräsar för smalare spår
ISCAR HELISLOT består av spårfräsar med fyrkantiga skär som ger en produktiv och kostnadseffektiv spårfräsning. Introducerat sedan tidigare är fräskroppar för 13 mm´s...
Förbättra stabilitet och livslängd med optimerade solida pinnfräsar
I sitt fortsatta arbete att tillhandahålla de mest kostnadseffektiva verktygslösningarna, har Seco Tools lanserat en ny serie flexibla och högproduktiva solida...
Dynamisk 5-axlig fräsning med GARANT PPC-fräsar
Efter att ha arbetat med PPC-fräsning i över 5 års tid är Hoffmann Group en erfaren och pålitlig leverantör av PPC-fräsverktyg. Deras omfattande sortiment innehåller...
Power skiving för elbilar
Teslas bilar används ofta som exempel på att elbilar inte behöver flera växlar eller dubbelkoppling. Det vill säga med undantag för alla modeller som visst behöver det....
ISCAR NEODO – ger exakt 90° hörn
Iscar´s nya fräsfamilj NEODO är en del av NEOLOGIQ – nästa steg av logiska verktyg för en smart fabrik. NEODO består av plan- och hörnfräsar, Ø40-125 mm, med...
Mitsubishi Materials lanserar fyra nya innovativa pinnfräsar
Mitsubishi Materials utökar nu sitt sortiment med fyra nya pinnfräsar till VQ-serien. De senaste tillskotten är speciellt framtagna för specialapplikationer till...
ISCAR HELI2000 Jet Line – fräskroppar för högtryckskylning
Iscars produktfamilj HELI2000 utökas nu med nya fräskroppar för högtryckskylning. Kylningen som är riktad mot varje skäregg ger bland annat längre livslängd och...
Nya sätt att bearbeta växellådor
Galenskap är att göra samma sak om och om igen och förvänta sig olika resultat. Detta gäller även vid bearbetning av komponenter till växellådor, där...
Dormer Pramet utökat fräsprogram för svårbearbetade material
Dormer Pramet har lanserat en ny generation av femskäriga, solida hårdmetallfräsar, avsedda specifikt för dynamisk fräsning i allmänhet och för formtillverkning. ...
Dubbla vinster
Biltillverkaren Henry Ford sa en gång att ”bilsporten föddes fem minuter efter att den andra bilen var byggd.” Anpassningsförmåga och bilar har alltid gått hand i hand,...
Imponerar med sina fjorton-skärkanter
ALESA HEPA 45° imponerar med sina fjorton-skärkanter (2x7)vändskär. Det maximala antalet av skärkanter garanterar ett optimalt pris ochprestanda förhållande för varje...
Iscar NEOLOGIQ – Snart lanserars nya produkter för att möta utmaningarna i dagens trender
Det har nu gått några år sedan ISCAR lanserade en serie unika och innovativa LOGIQ-verktyg. Dessa verktyg hade utformats särskilt för att klara utmaningarna inom...
Effektiv och hållbar verktygsrekonditionering
Tid är pengar inom tillverkning. Borrning, fräsning och brotschning är enormt påfrestande för verktygen. Här förklarar Jill Glynn, Commercial Services Manager hos...
Processäker planfräsning med lång livslängd
Kunder till MAPAL litar på PKD-fräsen för planfräsning av stora volymer, med instabila detaljer och inom HPC-området. Med en solid stålkropp med lödda PKD-skär, uppnår...
Spara tid och öka produktiviteten med den nya appen
Seco Assistant ger dig den produktinformation och de verktyg du behöver, utan att du behöver söka på internet eller i olika kataloger, även när du är offline. Seco...
Nytt dubbelsidiga skär med 6 skäreggar
Mitsubishi Materials har kompletterat med en mångsidig vändskärsfräs till sitt omfattande sortiment av högpresterande verktyg. Den nya WWX400-serien är en fräs som...
Vridet frässkär för höga matningar
LOGIQ4FEED-familjen ifrån Iscar som introducerades 2018 utökas nu med nya skär och fräskroppar.  Nyheter: Fräskroppar FFX4 ED-MM – Fräshuvud med MULTI-MASTER...
De senaste tillskotten stärker kapaciteten för formverktygsbearbetning
På senare år har den globala tillverkaren Dormer Pramet expanderat sitt sortiment av solida och vändbara roterande verktyg för att möta en mängd olika applikationer...
Fräshuvud i 32 mm´s diameter ger nya möjligheter
Iscar´s redan stora Multi-Master-sortiment utökas med 32 mm´s fräshuvuden med en ny T21-gänga. De nya fräshuvudena kommer i första skedet i två varianter – 4-skäriga...
Högprestandafräsar för aluminium och stål
MAPAL utökar sitt program OptiMill inom området av högprestandafräsar för bearbetning av aluminium och stål.  Säker produktion av konstruktionsdetaljer i...
Utökar sortimentet
Nu utökas Iscar´s utbud av spårfräsar med MultiMaster- och FlexFit-koppling i dimensionsområdet 32-50 mm. Kundnytta och egenskaper: Ingen ställtid vid byte av...
Utökar med nya solida hårdmetallpinnfräsar
Iscar´s SOLIDMILL-familj CHATTERFREE har utökats med ytterligare 7-skäriga pinnfräsar som kompletterar de som finns sedan tidigare. CHATTERFREE består av solida...
Hans forskning stärker verktygsbolaget kompetens
Efter 17 år på Seco Tools antog Adnan Agic utmaningen att börja forska inom ett område som länge intresserat både honom och företaget.  – Jag har främst studerat...
Fräsarna går på djupet
Dormer Pramet har utvidgat sitt fräsprogram för formverktygstillverkning och övrig bearbetning med ett flertal nya produkter.  Bland dem finns det nya dubbelsidiga...
Solidmill och Chatterfree
Nya solida pinnfräsar för effektiv bearbetning av rostfritt stål samt solida keramiska pinnfräsar för bearbetning av superlegeringar, gjutjärn och grafit. ISCAR...
Förbättrar industrins produktionsekonomi
 En gång årligen samlar kinesiska världskoncernen Gesac sina exportpartners för en veckolång presentation av det senaste inom verktygstekniken. I takt med Gesacs...
Den helt nya kraftfulla GTC fräsen
Speciellt vid fräsning av mycket tuffa material, så är det endast möjligt i begränsad utsträckning att öka skärhastigheten (med tanke på processtillförlitlighet). Tack...
Konsten att utveckla unika produkter
Vid renovering av järnvägsräls föredras generellt två alternativ; slipning eller dynamisk fräsning. Till skillnad från slipning av järnvägsspår, ger...
Väsentligt bättre ytfinhet tack vare vibrationsdämpade fräsdornar.
Vibrationer förekommer ofta vid bearbetning. Det leder till dynamisk instabillitet av hela systemet. Otillräcklig ytfinhet, dålig noggrannhet, höga bearbetningsljud,...
Horn på EMO
Ny frontinspänning för Supermini skär Bild: Den nya designen gör att skäret hålls på plats med en högre kraft och ger ett stabilare system. Horn har utvecklat ett nytt...
Verktygsbolag utökar med fräshobb
I veckan blev det klart att Dorato Tools AB med säte i Eskilstuna blir representant för koreanska fräshobbstillverkaren DTR i Sverige, Norge och Danmark. Koreanska DTR...
Ny huvudkatalog från Mitsubishi Materials
Mitsubishi Materials lanserar nu under våren 2019 sin nydesignade huvudkatalog C008 över sitt standardprogram av skärande och hållande verktyg. En ny layout -Mitsubishi...
Ny serie högmatningsfräsar
Mitsubishi Materials har lanserat en ny serie högmatningsfräsar till sitt omfattande sortiment av vändskärsfräsar. WJX har utformats för att vara multi-funktionell och...
Lägre fräsvikt ökar stabiliteten och produktiviteten
För att kunna erbjuda sina kunder en mängd bearbetningsfördelar presenterar Sandvik Coromant, specialisterna på skärverktyg och verktygsuppsättningar, lättviktsfräsen...