Flexible und zugleich hochproduktive Lösungen für das Schleifen für Elektromobilität und Co. – dies zeigt die Emag Gruppe auf der GrindingHub in Stuttgart.

EDNA ist ein modulares Software-Ökosystem aus miteinander verbundenen Software- und Maschinenkomponenten für die Etablierung von Industrie-4.0-Lösungen

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Elektromobilität

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Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

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Getriebe für E-Autos sind zwar relativ einfach aufgebaut, stellen aber hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der verwendeten Zahnräder. Neue In-Prozess-Verfahren zur Qualitätssicherung ermöglichen es, diese Vorgaben auch in der Serienfertigung zu erfüllen.

1 Wälzschleifen einer E-Getriebe-Verzahnung

Verzahnmaschinen

Schleifwerkzeuge

Präzisionswerkzeuge

Verzahnwerkzeuge

Fehlerfrei zum E-Zahnrad

Getriebe für E-Autos sind viel einfacher aufgebaut als für konventionelle Verbrenner, stellen aber weit höhere Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der eingesetzten Zahnräder. Durch völlig neue Verfahren zur Qualitätssicherung direkt im finalen Bearbeitungsprozess Verzahnungsschleifen lassen sich diese Vorgaben auch in der Serienfertigung erfüllen.

Wälzschleifen einer E-Getriebe-Verzahnung

Qualitätssicherung für E-Getriebe-Zahnräder

Inline-Messtechnik

Messtechnik

Intelligentes Wälzschleifen

Liebherr-Verzahntechnik ist auch für Verzahnaufgaben im Umfeld der Elektromobilität ein präferierter Technologiepartner.

Wälz- und Profilschleifmaschine der LCS-Baureihe von Liebherr-Verzahntechnik in Aktion

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Fahrzeugbau

Fahrzeugbau-Zulieferer

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Gemeinsam mit den Kunden zum Erfolg

Die Liebherr-Verzahntechnik GmbH hat sich mit der elektrischen Antriebstechnologie auseinandergesetzt und verschiedene Technologielösungen für E-Getriebe weiterentwickelt und optimiert.

Messe EMO

Gemeinsam zum Erfolg

Diviprec fertigt unter anderem Zahnkränze bevorzugt für die Luftfahrt und Werkzeugmaschinenbranche und arbeitet dabei seit über 20 Jahren mit Maschinenhersteller Danobat zusammen. Jüngste Errungenschaft ist eine innovative Multitasking-Schleifmaschine des Typs ‘VG-1500’, auf der Hirth- und Curvic-Verzahnungen komplett erzeugt werden können.

Hirth- und Curvic-Verzahnungen erzeugen

Die Hardinge-Gruppe präsentiert mit den Marken Hardinge, Bridgeport und Weisser Neuheiten zum Drehen und Fräsen.

 Großer Arbeitsraum bei kompakter Aufstellfläche: die Weisser ‘Artery M-2 TM’ ist auf der AMB 2022 zu sehen 

Komplettbearbeitung

Komplettbearbeitungsmaschinen

Vertikale Bearbeitungszentren

Bearbeitungszentren

Hartbearbeitung

Drehfräs-Zentren

Drehmaschinen

Horizontale Bearbeitungszentren

Softwaretools für die Zerspanung

Software

Vielfältige Gruppenkompetenzen

Liebherr-Verzahntechnik berechnet die Mikrogeometrie von Zahnflanken und hat damit eine Methode für ein verzerrungsfreies Wälzschleifen von Flankenlinienmodifikationen entwickelt. Die Schleif- und Abrichtzeit entspricht der des verschränkungsarmen Schleifens. 

Modifizierte Zahnflanken, Serienfertigung, Tragfähigkeitserhöhung 

Verzerrungsfreies Wälzschleifen präzisiert Zahnflanken 

Zahnräder sind in ihrer Mannigfaltigkeit überall zu finden. Von filigransten Exemplaren für das Uhrmacherhandwerk bis zu Exemplaren mit 16 m Durchmesser für den Bergbau. Ob groß oder klein, eines haben alle gemeinsam: Sie müssen höchsten Anforderungen genügen. 

Vertikal-Wälzfräsmaschine, Pick-up-Automation, Großserienfertigung, integriertes Anfasen 

Fräsmaschinen

Den Gesamtprozess im Blick 

Die neuen Wälzschleifmaschinen Genesis 200GX und 260GX von Gleason wurden für die Anforderungen der Automobilindustrie auf minimale Nebenzeiten getrimmt. Infolge der gestiegenen Variantenzahl spielt das Rüsten bei den Nebenzeiten eine zunehmend wichtige Rolle. 

Wälzschleifmaschine, Nebenzeitenreduzierung, vollautomatisierter Prozessablauf 

Hartfeinbearbeitung von Automobilverzahnungen 

Zur AMB 2016 in Stuttgart zeigt Gleason auf dem Stand C70 in Halle 8 neue Lösungen für die Verzahnungsproduktion. Dazu gehört ein breites Spektrum an Prozessen für die komplette Produktion und Prüfung von Kegel- und Zylinderrädern aller Art.

Premieren: Wälzschälen und Messerkopf-Montage 

AMB 2016: Gleason zeigt Verzahnungslösungen 

Vom 21. bis 23. Juni 2016 luden der Werkzeugmaschinenhersteller Okuma und die Hommel CNC-Technik GmbH, Okumas exklusiver Vertriebs- und Servicepartner interessierte Kunden zum Verzahnungsworkshop nach Krefeld ein. Ziel des Workshops war es, aufzuzeigen, wie Verzahnungsarbeiten auch intern auf Universalmaschinen von Okuma durchgeführt werden können und dass sich eine Umstellung auf die Eigenproduktion positiv auswirkt. Denn eine wirtschaftliche Fertigung kann auch ohne Sondermaschinen und mit den dazu passenden Werkzeugen mit geringem Kostenaufwand durchgeführt werden. Erfahrene Anwender zeigten dabei die perfekten Verzahnungsanwendungen für die jeweiligen Bearbeitungsfälle. 

Praktische Anwendungsbeispiele, positives Feedback 

Verzahnungsworkshop von Okuma und Hommel 

Das Stoßen ist ein beliebtes klassisches Verfahren zur Fertigung von Zahnrädern, da es platzsparend ist und dadurch auch bei kleinem Bauraum umgesetzt werden kann. Mit der neuen Wälzstoßmaschine LS 180 F (Bild) bietet Liebherr nun auch für kleine Werkstücke eine Lösung. Sie ist mit einem verfahrbaren Stoßkopf ausgestattet, der aus verschiedenen axialen Positionen Verzahnungen exakt und schnell stoßen kann. Der Kopf kann zudem elektronisch verfahren werden, spart somit Rüstzeit und ist präziser. Das Feature ermöglicht außerdem die Bearbeitung von Werkstücken mit sowohl einer Innen- als auch einer Außenverzahnung in derselben Aufspannung. In dieser Variante kann die Stoßmaschine mit einem zweibahnigen Nocken ausgestattet werden. Für die LS 180 F gibt es weiterhin auch die mechanische Schrägführung. In der neuen Ausführung ist sie außerdem mit der alten Variante kompatibel, sodass vorhandene Schrägführungen und Abhebenocken weiterhin verwendbar sind. Dank der möglichen 1500 Doppelhübe pro Minute lassen sich insbesondere kleine Stückzahlen wirtschaftlich herstellen. Technische Fakten: maximaler Normalmodul 5 mm, Werkstückgröße bis 180 mm, Hublänge mit SK 1.70 bis 70 mm, Achsabstand Stoßspindel/Werkstücktisch -30 bis 285 mm, Achsenwinkel Stoßspindel/Werkstücktisch ± 0,5°, Ständerschwenkachse - 1 bis + 12°, Hublageverfahrbereich Stoßkopfschlitten 275 mm und Aufstellfläche (L/B/H) 5000/3480/ 2950 mm. 

Verzahnungsherstellung 

Stoßen, Schälen, Schleifen und Automation 

Mit der KX 260 Dynamic präsentiert Kapp Niles ein Verzahnungszentrum in Mehrspindelbauweise mit integrierter Beladefunktion für die produktive Mittel- und Großserienfertigung. 

Wälzschleifmaschine, Verzahnungszentrum, integrierte Automation 

Minimiert Nebenzeiten und Rüstaufwand 

Auf der AMB 2016 präsentierte Gleason ein breites Spektrum an zeitgemäßen Prozessen  für die komplette Fertigung und Prüfung von Kegel- und Zylinderrädern aller Art. 

Wälzschälen und Wälzschleifen, Messerköpfe, Verzahnwerkzeuge, Werkstückspannlösungen 

Fortschrittliche Verzahnungsherstellung 

Zahnflankenschleifen für die E-Mobilität

Perfekte Oberflächen und minimale Taktzeiten

Um die Anforderungen in E-Antrieben zu erfüllen, setzt ein Maschinenbauer beim Zahnflankenschleifen auf die Expertise des italienischen Schleifspezialisten Emag SU. Perfekte Oberflächen und kurze Taktzeiten sind der Lohn.

Die Produktion von Bauteilen für den E-Antrieb fordert vom Schleifen perfekte Oberflächen, die bei hohen Drehzahlen und Drehmomenten die geforderte Laufruhe garantieren. Ein spezialisierter Maschinenbauer nutzt daher für das Zahnflankenschleifen Maschinen von Emag SU. So auch die ‘G 160’, die ein spezielles Achskonzept für mikroskopisch-perfekte Oberflächen hat. Gleichzeitig sorgt die Belade-Technologie für minimale Taktzeiten.

Die Elektromobilität boomt und der Wettbewerb um die beste Lösung nimmt zu: Fast alle Automobilhersteller haben 2022 neue Modelle auf den Markt gebracht. Was bedeutet das für die Produktionsplanung von OEMs und Zulieferunternehmen? „Sie müssen sowohl wachsende Stückzahlen effektiv bewältigen, dabei aber auch eine steigende Qualität garantieren, denn das hohe Drehmoment des Elektromotors führt direkt zu besonderen Maß- und Oberflächenanforderungen“, erklärt Alexander Morhard von Emag SU. „Die Entwicklung sieht man besonders eindrücklich bei der Zahnflankenbearbeitung von Wellen und Rädern. Hier geht es um maßgenaue Ergebnisse im µm-Bereich, denn selbst eine minimale Welligkeit im Oberflächenbild der Bauteile kann zu Störgeräuschen im Antrieb führen.“

Wie sich in diesem Extrembereich die Qualität verbessern lässt, führt Emag SU mit einer ganzen Reihe von technologischen Innovationen vor. Dabei verfügt das Unternehmen über ein großes Angebot an Werkzeugmaschinen, die den kompletten Verzahnungsprozess abdecken. Das Zahnflankenschleifen mit den dazugehörigen Verfahren ‘Wälzschleifen’ und ‘Profilschleifen’ bildet einen zentralen Anwendungsbereich – Beispiel „Wälzschleifen“: Hier verfügt Emag SU mit der Maschine G 160 für Bauteile bis Modul 3 und mit einem maximalen Außendurchmesser von 160 mm über die schnellste Maschine am Markt. Dieses Tempo macht ein innovatives Achskonzept mit zwei parallelen Werkstücktischen möglich, die abwechselnd mit hohem Tempo (mithilfe von verschleißarmen Linearmotoren) zur Schleifscheibe verfahren.

Während also ein Bauteil bearbeitet wird, setzt der Beladeroboter einen Rohling in die andere Spindel ein bzw. entlädt zuvor das fertige Bauteil. Das Einmitten der Schleifscheibe zu dem vorverzahnten Werkstück findet direkt auf der Werkstückspindel hauptzeitparallel statt. Auf diese Weise beträgt die Span-zu-Span-Zeit zwischen den Schleifprozessen nur 1,6 s – ein enorm kleiner Wert im Vergleich zu Schleifmaschinen mit Rundtischen; bei diesen vergehen unter Umständen bis zu fünf Sekunden während des gleichen Prozesses. Dabei muss man wissen, dass die eigentliche Schleifzeit bei einem typischen Bauteil wie dem Planetenrad nur rund zehn Sekunden beträgt. Folglich wird der Unterschied bei der Span-zu-Span-Zeit zu einem ‘Gamechanger’: Die Boden-zu-Boden-Zeit sinkt deutlich um rund 3 s ab und die Ausbringungsmengen steigen massiv an. Für die Planung von großvolumigen Stückzahlen im wachsenden Marktbereich der Elektromobilität ist das ein entscheidender Faktor.

Achskonzept verhindert ‘Geisterfrequenzen’ auf der Oberfläche

Auf der anderen Seite punktet die Technologie von Emag SU mit außergewöhnlichen Oberflächengüten, die durch das Achskonzept der G 160 möglich werden: Hier gibt es – im Unterschied zu vielen anderen Wälzschleifmaschinen – keine Tangentialachse. Stattdessen erzeugen die vorhandenen Y- und Z-Achsen durch eine simultane Bewegung eine ‘virtuelle’ Tangentialachse. In der Folge ist der Kontaktpunkt der Schleifscheibe zum Werkstück rund 100 mm näher am Drehpunkt der Schwenkachse, was das Schwingungsverhalten beim Schleifen günstig beeinflusst. Das Ergebnis sieht man wiederum in den Oberflächenstrukturen des fertigen Bauteils: Die oben angesprochenen ‘Geisterfrequenzen’ im µm-Bereich verschwinden fast gänzlich. Zudem ist der ffa-Wert auf einem sehr geringen Niveau. Zahlreiche Wellen und Räder des Elektroantriebs profitieren von dieser Qualität.

G 250: kurze Zykluszeiten – maximale Flexibilität

Ähnlich interessant ist das Konzept der Maschine G 250 von Emag SU für Bauteile bis Modul 7 und mit einem Außendurchmesser von 250 Millimetern. Achsantriebsräder, Gangräder oder Wellen mit einer maximalen Länge von 550 mm lassen sich mit dieser Lösung per Wälzschleifen oder Profilschleifen mit kurzen Zykluszeiten fertigstellen. Dazu verfügt die Maschine über zwei Tischspindeln, um die Leerzeiten während des Fertigungsprozesses zu minimieren. „Außerdem haben wir sehr viel Wert auf die Flexibilität gelegt“, erklärt Morhard. „Die G 250 lässt sich beispielsweise auch mit sehr kleinen Schleifscheiben und -schnecken ausrüsten.“ In der Variante G 250 HS verfügt die Maschine zudem über einen High-Speed-Schleifkopf, der bei Einsatz einer kleinen Schleifschnecke 20.000 min-1 möglich macht. Weitere Vorteile bei diesem Maschinenkonzept:

<ul><li>Wälzschleifen und Profilschleifen finden auf der Hauptschleifspindel statt, sodass die Maschine keinen Wärmegang hat (wie beim Einsatz von Vorsatzspindeln für das Profilschleifen). Außerdem lässt sie sich in wenigen Minuten für das jeweils andere Verfahren umrüsten.</li><li>Durch den Einsatz von Wälzschleifschnecken bis 68 mm Fußkreis werden viele störkonturbehaftete Teile per Wälzschleifen fertiggestellt. Das führt zu sehr kurzen Schleifzeiten. Alle anderen Bauteile lassen sich mit einer bis zu 30 mm kleinen Profilschleifscheibe fertigschleifen.</li><li>Das Einmitten erfolgt hauptzeitparallel in der Beladeposition.</li><li>Die integrierte Abrichteinheit sorgt für zusätzliche Prozesssicherheit.</li></ul>

Für größere Bauteile im Lkw oder im allgemeinen Getriebebau rundet die kostengünstige G 400 das Wälzschleifprogramm von Emag SU nach oben hin ab. Sie hat einen Werkzeugtisch für Bauteile bis zu einem maximalen Durchmesser von 400 mm und einer Wellenlänge bis 750 mm. Wichtig für viele Anwender: Die Maschine kann auch von oben beladen werden, weil das Gehäuse eine Tür übereck besitzt.

Kurze Span-zu-Span-Zeiten, intelligente Achskonzepte, thermische und mechanische Stabilität sowie eine hohe Bedienfreundlichkeit inklusive selbsterklärenden Eingabemasken – mit diesen Qualitätsmerkmalen sorgen die Maschinen von Emag SU für Leistungssprünge beim Zahnflankenschleifen. Für verschiedene Schleifradgrößen und -arten stehen unterschiedliche Spindeln mit entsprechender Leistung zur Verfügung. Zudem lässt sich die Technologie einfach an verschiedene Automatisierungstechnologien anbinden. „Wir sehen uns ideal gerüstet für die Schleifaufgaben innerhalb der E-Mobilität. Aktuell hat beispielsweise ein französischer Automobilbauer mehrere Schleifmaschinen von Emag SU in diesem Bereich mit Erfolg im Einsatz“, fasst Morhard abschließend zusammen. „Unsere Stärken bei der Herstellung von hochfeinen Oberflächen bei ganz unterschiedlichen Konturen wollen wir in den nächsten Jahren verstärkt in den wachsenden Markt einbringen.“

EMAG Maschinenfabrik GmbH  

https://www.emag.com/de/

Die Wälzschleifmaschine G 160 zeichnet sich durch die einzigartigen Maschinenstruktur aus. Durch das simultane Verfahren aller Achsen ergibt sich eine Span-zu-Span-Zeit von weniger als 2 Sekunden

Die G 160 hat zwei parallele Werkstücktische, die abwechselnd mit hohem Tempo zur Schleifscheibe verfahren. Die integrierte Abrichteinheit sorgt für zusätzliche Prozesssicherheit

Wälzschleifen: Durch das Achskonzept der G 160 von Emag SU ist der Schleifkopf sehr kurz, was das Schwingungsverhalten beim Schleifen günstig beeinflusst

Die Verzahnungsschleifmaschine G 250 von Emag SU wurde speziell für kurze Zykluszeiten und Premium-Qualität entwickelt

Wälz- und Profilschleifen in der G 250: Die Maschine ist außergewöhnlich schnell und flexibel

Die G 250 dient der Massenproduktion von Zahnrädern mit einem Außendurchmesser von bis zu 250 mm und Wellen mit einer Länge von bis zu 550 mm