Nya sätt att bearbeta växellådor

apr 12, 2021 | Fräs, Verktyg

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 branschen man verkar i snabbt förändras och kraven på kostnadsbesparingar är stora. Här förklarar Harish Maniyoor, global produktchef för fordonsområdet på maskinverktygsspecialisten, Sandvik Coromant, hur tre nya sätt att bearbeta växellådor kan hjälpa tillverkarna att åstadkomma mer med mindre.

Mekaniska verkstäder har ställts inför olika scenarier med hög eller låg efterfrågan under covid-19-pandemin. Oavsett omständigheter är det dock alltid högsta prioritet att sänka kostnaderna.

Ta en sådan sak som bearbetning av kugghjul. Tillverkarna vill ha mer flexibilitet vid kugghjulsbearbetning, men det är inte alldeles enkelt att åstadkomma detta och samtidigt sänka kostnaderna. Normalt sett är processer som omfattar bearbetning av kugghjul beroende av specialmaskiner och särskilda metoder, i synnerhet vid massproduktion. Detta innebär begränsningar – och ofta högre kostnader – i tillverkningsprocessen. 

Tre nya sätt att bearbeta växellådor gör det möjligt att komma förbi dessa begränsningar. Dessutom sträcker sig dessa fördelar utöver enbart fordonsindustrin, in på områden som allmän verkstadsindustri, vindkraft, flygindustri och till och med robottillverkning. 

Power skiving

Power skiving är en roterande, skärande process där verktyget synkroniserat bearbetar kugghjulet. Den kontinuerliga skärprocessen gör det möjligt att utföra all bearbetning med en enda riggning. I huvudsak kombinerar tekniken kuggfräsning och hyvling. Skärningsvinkeln mellan verktygsaxeln och kuggaxeln samt varvtalet har avgörande betydelse för produktiviteten. 

Power skiving har använts i mer än 30 år – så varför tar jag upp den i en artikel som handlar om nya sätt att bearbeta växellådor? Därför att bearbetningsbranschen förändras på sätt som kommer att påverka en mängd olika sektorer – inklusive tillverkning av växellådor till elfordon (EV). Låt mig förklara.

Elfordon 

Det har länge gällt som sanning att elfordon inte behöver flera växlar eller växellådor. Denna åsikt har dock förändrats, och tillverkare som Tesla och Porsche släpper nu elbilar med flera växlar. Elmotorer har ett mycket högre varvtal än vanliga bilar – 20 000 varv/min i elmotorer mot endast 4 000 till 6 000 varv/min i vanliga förbränningsmotorer. En reduktionsväxellåda krävs alltså för att sänka dessa varvtal till en hanterlig nivå.

Dessa elbilsväxellådor måste också vara slitstarka för att tåla höga varvtal och blir därför svårare att bearbeta. Mindre självklart är kanske att tillverkarna vid framställningen av dessa detaljer måste inrikta sig på spånavverkningshastigheten, vilken är ett uttryck för med vilken hastighet arbetsstycket bearbetas. 

Ett annat viktigt krav på elbilsväxellådor är att de ska avge mindre buller, eftersom själva motorn inte bullrar. Det innebär att tillverka komponenter med snäva toleranser och medför mer utmanande bearbetning. 

Frågan för mekaniska verkstäder blir alltså: Är det snabb produktivitet du är på jakt efter, eller något annat? För att klara sådan rörlighet räcker det inte med traditionella processer för tillverkning av växellådor. Med power skiving blir det i stället möjligt att bearbeta hela komponenten i en flerfunktionsmaskin eller fleroperationsmaskin, med en enda riggning.

Det ger kortare produktionstid, bättre kvalitet och lägre kostnader för hantering och logistik.

Fördelarna med power skiving visade sig när Sandvik Coromant fick beställning av en stor kund inom fordonsindustrin i Sverige på lösningar för komponentbearbetning.

I samarbete med kundens fordonsutvecklingsteam kunde man visa att det går att använda power skiving med två 5-axliga maskiner och Sandvik Coromants egen CoroMill® 180 vändbara power skiving-fräs . CoroMill 180 är konstruerad för tillverkning av kuggar och splines med höga produktionsvolymer.

Kunden uppnådde en bättre cykeltid än förväntat. Kunden hade krävt att den skulle ligga inom 14 minuter per komponent och uppnådde en cykeltid på mindre än 1 minut per komponent. 

Flygindustrin

Fördelarna med power skiving begränsas inte till fordonsindustrin, utan sträcker sig in på andra sektorer, som allmän verkstadsindustri, vindturbintillverkning, flygindustri och robottillverkning. 

Framför allt inom flygindustrin prioriterar man kostnadsminskningar. Det har kommit många rapporter om coronapandemins inverkan på branschen, med rapporter från Airbus om att deras flygplanstillverkning har gått ner med 30 %..

Liksom med elbilar uppgraderas äldre flygplansmotorer för att ge bättre prestanda och effektivitet, så vi kommer att få se en utveckling av hur de produceras. Flexibiliteten hos power skiving har mycket att erbjuda här, som förmågan att bearbeta tätt intill skuldror, vilket ger större frihet vid utformningen av komponenterna. Eftersom flygplanskomponenter tillverkas av segare material kan detta kräva segare skär.

Hit hör utökningen av sortimentet med ett par nya hårdmetallskärsorter för ISO P-svarvning i stål, GC4415 och GC4425l. Deras namn hänvisar till applikationsområdena ISO P15 och P25, som betecknar de krav som olika arbetsbetingelser ställer på bearbetningsparametrarna. Båda är konstruerade för att ge förbättrad slitstyrka, varmhållfasthet och seghet. 

Skären innehåller den andra generationens Inveio®-teknik, med enhetlig kristallorientering i beläggningsskiktet med aluminiumoxid. Varje kristall pekar i samma riktning, vilket man kan se på mikroskopisk nivå. Detta skapar en stark barriär mot skärzonen och ger skäret ännu högre slitstyrka och livslängd.

Liksom power skiving kan skär som GC4415 och GC4425 bidra till förutsägbar förslitning och på så sätt förbättra maskinutnyttjandet och spara kostnader. Återigen sträcker sig fördelarna utöver fordonsindustrin och in mot allmän verkstadsindustri, vindkraft, flygindustri, robottillverkning – ja, alla slags applikationer där man behöver kugghjulskomponenter. 

Oavsett sektor så är de faktiska fördelarna en förbättrad spånavverkningshastighet, förmågan att bearbeta komponenter med en enda maskin och med endast en riggning samt ett förbättrat maskinutnyttjande. Enligt Sandvik Coromants egna resultat kan en ökning av maskinutnyttjandet med 20 % öka bruttomarginalen med 10 %. 

Maximerad produktion

För att uppnå dessa fördelar krävs mer än att bara använda verktyg som CoroMill 180. Det behövs även ett vidare förhållningssätt. Det är där som PrimeTurning kommer in i bilden.

PrimeTurning-metoden bygger på att verktyget går i ingrepp i komponenten vid chucken och avverkar materialet medan det rör sig mot komponentens ände – återigen med tonvikt på den mycket viktiga spånavverkningshastigheten. Då kan man också ha lägre ingångsvinklar, högre skärvinklar och högre skärparametrar. Dessutom går det att använda konventionella verktygsuppsättningar med samma verktyg, så att verkstäderna kan växla mellan traditionella och nya processer.

Vi tror att man vid vissa applikationer kan få se produktiviteten öka mer än 50 % med PrimeTurning. Detta får stöd av vår CoroPlus® Tool Path-programvara som tillhandahåller programmeringskod och tekniker för att ställa in parametrar och variabler så att produktionen blir maximal.

Oavsett om ens egen lösning handlar om power skiving, nya hårdmetallskär eller PrimeTurning innebär dessa nya bearbetningssätt möjligheter för en som tillverkare att förbättra processerna och – framför allt – slutresultatet. 

Med hjälp av dessa metoder kan mekaniska verkstäder frigöra sig från att göra samma sak om och om igen och se till förändringen verkligen blir värd sitt pris. 

För mer information: Sandvik Coromant

Mapal på AMB 2022
AMB-mässan öppnar åter igen sina dörrar i Stuttgart från den 13 till 17 September. Med en monter på 390 m2 i hall 1 på plats D10 presenterar Mapal tydligt sina fyra...
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...
Elektrifierad rörlighet – driftsäker bearbetning av små motorhus för elmotorer gjorda i magnesium och aluminium
Idag så cyklar amatörcyklister uppför alla typer av berg utan större ansträngning, berg som får proffscyklister att blir svettiga. Elcyklar är hemligheten, cyklar med...
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...