Power skiving för elbilar

aug 6, 2021 | Fräs, Verktyg

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. Mats Wennmo , Global Automotive Transmission Manager på Sandvik Coromant, förklarar hur processen power skiving kan hjälpa elbilstillverkare att hänga med i trenden med flerväxlade elbilar, med avsevärt kortare bearbetningstider.

Krönika: Mats Wennmo, Sandvik Coromant

Teslas Dual-motor-bilar Model S, Model X och Model 3 har två växlar var, en framtill och en baktill. Potentialen i elbilar med flera växlar har även undersökts av Porsche, som har bekräftat att den kommande eldrivna Taycan kommer att ha en växellåda med två lägen. Elbilar från tillverkare som Polestar, Volvo, Lucid och Volkswagen har alla växellådor, men inte i den mening som bilar har haft växellådor tidigare. Den nya tekniken inkluderar en transaxelenhet med två lägen för elbilar enligt ZF, som tillverkar tekniska system för bilar.

Det finns många prestandafördelar för elbilar med flera utväxlingsförhållanden. Dessa ska vi undersöka närmare i denna artikel. Men hur ska andra tillverkare kunna hålla jämna steg med Porsche och Tesla, samtidigt som produktionen ska vara kostnadseffektiv, om elbilar med flera växlar visar sig vara en framgång?

De två huvudsakliga anledningarna till varför elbilar behöver transmissioner visas i bild 1. För det första är förhållandet mellan vridmoment/varv per minut (varvtal) inte detsamma i en elbil som i en bil med förbränningsmotor. Med elbilen är det svårt att få vridmoment/acceleration från batteriet utan transmission. Det höga vridmomentet belastar kuggflankerna ytterligare och i kombination med höga varvtal flyttas fokus till ljuddämpning, eftersom elbilar inte har en motor som döljer ljudet.

För det andra ställer elbilarnas höga varvtal högre krav på transmissionens kvalitet, vilket gör det svårare att använda konventionella bearbetningsmetoder. Det gäller även när maskiner står på rad och avvikelser uppstår i kuggarna varje gång komponenten med kuggar flyttas till nästa maskin. Transmissionerna i elbilar är huvudsakligen planetväxlar där den kompakta designen även reducerar vikten och platsen som behövs för transmissionen. Vissa transmissioner kallas även reduceringsväxlar, eftersom de är avsedda att reducera vridmoment och varvtal vid start.

Power skiving i praktiken

Vilket är då det bästa sättet att tillverka dessa transmissionskomponenter av högre kvalitet? Svaret ligger i ett koncept som har funnits i över hundra år: power skiving. Processen kombinerar hyvling och kuggfräsning — en bearbetningsprocess för kuggbearbetning – i en enda, kontinuerlig bearbetningsprocess.

Power skiving har många fördelar jämfört med konventionella bearbetningsmetoder, inklusive högre produktivitet och flexibilitet. Med den här metoden är det möjligt att bearbeta hela komponenten i en flerfunktionsmaskin eller fleroperationsmaskin, utan omriggning. Det ger kortare produktionstid, bättre kvalitet och lägre kostnader för hantering och logistik. Processen underlättar även en hanterbar och förutsägbar bearbetning av komponenten.

Eftersom hela bearbetningen kan genomföras utan omriggning försvinner behovet av flera specialmaskiner och maskinbyten. För biltillverkare innebär färre maskinbyten en enorm vinst, eftersom stilleståndstider är mycket dyra.

En av Sandvik Coromants kunder har testat power skiving för att forma viktiga växelkomponenter av låglegerat 16MnCr5-stål med Sandvik Coromants CoroMill® 178 eller den indexerbara CoroMill 180.

Arbetsstycket grovbearbetas och finbearbetas med CoroMill 178H PM-HSS solid fräs för power skiving. Tidigare använde kunden en hyvelverktyg för denna process. Den har en skärhastighet på 40 m/min (131 fot/min) för grovbearbetning och 50 m/min (164 fot/min) för finbearbetning. Genom att använda den här metoden kan hastigheten ökas till 250–300 m/min (820–980 fot/min) för både grovbearbetning och finbearbetning.

Allt som allt använde tillverkaren fräsen CoroMill 178H PM-HSS i tre till fem steg för grovbearbetning och två steg för finbearbetning. Kunden har även berättat om kortare tider för verktygsriggning och indexering, ökad processtabilitet och tydligt ökad komponentkvalitet. Den ökade kvaliteten beror huvudsakligen på att komponenten inte längre behöver flyttas mellan olika maskiner/bearbetningar vilket annars kan innebära centrumavvikelser och kastavvikelser. Hela bearbetningen genomfördes utan omriggning.

Genom att den tidskrävande hyvlingsprocessen ersattes med power skiving förkortades dessutom bearbetningstiden och verktygslivslängden ökades avsevärt. Det motsvarar en minskning om 90 % vad gäller bearbetningstid, vilket ger kunden en värdefull mängd av fri kapacitet.

Välja verktyg

Sandvik Coromant erbjuder olika fräsar för power skiving, bland annat CoroMill 178S i hårdmetall och CoroMill 178H som är tillverkade av pulvermetallurgiskt snabbstål (PM-HSS). De är utformade för hög noggrannhet och prestanda och finns för modulerna 0,5–6 (DP 50–5). Sandvik Coromant erbjuder även CoroMill 180. Det är vändskärsfräsar med fixerade skärlägen för hög och repeterbar noggrannhet i modulerna 2,5–8 (DP 10–3).

Även om power skiving har funnits länge har det nyligen fått en ny skjuts, då maskinerna blir robustare och stabilare samtidigt som tillverkare letar efter nya bearbetningsmetoder. Power skiving passar särskilt bra för massproduktion, där korta ledtider är avgörande, samt i branscher där stilleståndstider är mycket dyra, som fordonsindustrin för till exempel tillverkningen av elbilar.

För mer information: Sandvik Coromant

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...
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...
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...
Utökning av pinnfrässerien Mitsubishi MS Plus
MS Plus-serien för generell bearbetning har nyligen utökats med ytterligare två pinnfräsar. Variant MPMHV har normal skärkantslängd och varianten MPSHV har kort...
Power skiving-lösning som är 2–3 gånger snabbare än kugghyvling
Sandvik Coromant lanserar en ny power skiving-lösning bestående av fräsarna CoroMill® 178 och CoroMill 180 för att hjälpa fordonstillverkare att producera kuggar och...
Fräs utför cubing i en passering utan gradbildning
Sandvik Coromant, specialister på skärverktyg och verktygslösningar, presenterar sin tangentiella hörnfräs M5Q90 för första grovbearbetningssteget av gjutna...
Ta kontroll över de svåra materialen
Dormer Pramet lanserar nu flera högpresterande sorter för fräsning i härdade material och precis gängsvarvning. Deras nya frässkärsorter inom Pramet-sortimentet, M4303...