Das Streben der Nutzfahrzeugindustrie nach Stückkostensenkungen und Produktivitätssteigerungen bei der Bearbeitung von Komponenten des Antriebsstranges, stellt Maschinenbauerweltweit vor immer größere Herausforderungen. Kundenseitig werden Maschinen für die Komplettbearbeitung von Teilen in geringer Losgröße gefordert, die eine Vielzahl von Technologien beherrschen und in kürzest möglicher Zeit optimale Bearbeitungsresultate erzielen. Die PITTLER PV315, das neueste Mitglied der PV³-Maschinenserie für Komplettbearbeitungen, ist speziell auf die Anforderungen der Nutzfahrzeugindustrie ausgerichtet und eignet sich insbesondere für die Komplettbearbeitung von verzahnten Getriebeteilen wie Hohlräder. In einer einzigen Aufspannung werden Werkstücke bis zu 315 mm hocheffizient gedreht, gebohrt, gefräst und – einzigartig im Rahmen der Komplettbearbeitung – im Wälzschälverfahren sowohl innen als auch außen verzahnt.
Die Vorteile der zerspanenden Komplettbearbeitung von Nutzfahrzeugkomponenten des Antriebsstranges liegen auf der Hand: Sie reduziert Kosten, da weniger Einzelprozessmaschinen notwendig sind, sie verringert die Bearbeitungszeit, insbesondere aufgrund geringerer Rüst- , Transport- und Liegezeiten, und sie steigert die Bauteilqualität, da eine Vielzahl von Funktionsflächen in einer Aufspannung gefertigt werden können. Nicht verwunderlich ist es daher, dass die nach Produktivitätssteigerungen und Stückkostensenkungen strebende Nutzfahrzeugindustrie mehr und mehr multi-technologische Komplettbearbeitungsmaschinen fordert. In Anbetracht der im Vergleich zur Automobilindustrie geringeren Losgrößen, stellt dies die Maschinenkonstrukteure vor immer komplexer werdende Herausforderungen.
Komplettbearbeitung in einer einzigen Aufspannung
Als Teil der DVS TECHNOLOGY GROUP vereint die PITTLER T&S GmbH aus dem südhessischen Dietzenbach die Erfahrung und Expertise des Konzerns in der dritten Generation ihrer Maschinenserie für Komplettbearbeitungen PV³. Neben Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten, ermöglichen die Maschinen der Serie auch Gewindeschneid- und Entgratarbeiten sowie – als bis dato einzige Maschinenserie am Markt – auch das Verzahnen im Wälzschälverfahren in der Komplettbearbeitung. Die speziell auf die Bedürfnisseder Nutzfahrzeugindustrie abgestimmte PV315, das neueste Mitglied der PV³-Familie, ist für Werkstücke bis zu einem Durchmesser von 315 mm auslegt und daher optimal für die Komplettbearbeitung von Getriebekomponenten in kleiner Losgröße, wie bspw. Hohlräder geeignet. Die Herstellung der Innenverzahnung von Hohlrädern, welche essentieller Bestandteil in der Nutzfahrzeugindustrie gängiger Umlaufrädergetriebe sind, erfolgt gewöhnlich durch Evolventenverzahnung als Gerad- oder Schrägverzahnung. Ein Einsatz der Technologie des Wälzfräsens, die vorwiegend zur Herstellung von Außenverzahnungen angewandt wird, ist aufgrund der Geometrie für Innenverzahnungen in diesem Zusammenhang jedoch nicht möglich. Das Räumen von Verzahnungen ist hierbei äußerst unflexibel, da entscheidende Verzahnungsparameter, bspw. das Zweikugelmaß, und somit die Qualität der Verzahnung ausschließlich durch die Geometrie der Räumnadel beeinflusst werden können. Ebenso inadäquat ist die üblicherweise für die Bearbeitung kleiner Losgrößen eingesetzte Technologie des Wälzstoßens, weil diese aufgrund des diskontinuierlichen Prozesses mit unwirtschaftlich langen Bearbeitungszeiten einhergeht.
Wälzschälen im Rahmen der Komplettbearbeitung
Die neu entwickelte PV315, die wie alle anderen Komplettbearbeitungsmaschinen der PV³-Serie mit Multifunktionskopf, Y-Achse und Werkzeugmagazin ausgestattet ist, umgeht die geschilderten Probleme des Wälzfräsens bzw. -stoßens. Denn sie ermöglicht das Fertigen von Innen- und Außenverzahnungen der Qualitätsklasse IT6 im kontinuierlichen, CNC-gesteuerten und damit flexiblen, hochproduktiven Wälzschälverfahren – und das erstmals als integrativer Bestandteil der Komplettbearbeitung. Auf den Zahnflanken wird eine Oberflächenqualität mit einem Rz-Wert kleiner 2 μm erreicht, während sich eine im Vergleich zum Verzahnungsstoßen um den Faktor drei geringere Hauptzeit realisieren lässt. Durch die Bearbeitung in einer Aufspannung von sowohl der Verzahnung als auch der Wälzlagersitze an den Holrädern mit Rundlaufwerten unter 10 μm können Hohlräder mit der PV315 in bislang unerreichter Qualität gefertigt werden. Zur Bearbeitung der Verzahnung werden im Gegensatz zu einer reinen Wälzschälmaschine über das Werkzeugmagazin der PV315, welches insgesamt Platz für bis zu 20 unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge bietet, ein Schälwerkzeug zur Schruppschälbearbeitung sowie anschließend ein Schlichtschälwerkzeug in den Arbeitsraum eingewechselt. Dadurch verlängert sich die Standzeit des höherwertigeren Schlichtwerkzeuges erheblich. Direkt im Anschluss kann die Verzahnung im gleichen Arbeitsraum mittels entsprechender Werkzeuge hoch präzise entgratet und angefasst werden. Komplettiert durch Werkzeuge für Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten, ist die PV315 damit das kompakte Multitalent für die flexible Komplettbearbeitung von Hohlrädern. Neben dem Potential zur Einsparung von Werkzeugkosten, erlaubt das Einwechseln verschiedenartiger Werkzeuge in den Arbeitsraum auch noch im Nachhinein die flexible Anpassung einzelner Schritte des Komplettbearbeitungsprozesses. Da das Hohlrad während des gesamten Prozesses lediglich ein einziges Mal eingespannt wird, können Umspannfehler gänzlich ausgeschlossen werden. Rüst-, Transport- und Liegezeiten, die üblicherweise mit Umrüstvorgängen einhergehen, entfallen somit. Namhafte Getriebehersteller sprechen in diesem Zusammenhang von einer „Small Factory Unit“, die als eigenständige Einheit im Stande ist, ein Bauteil flexibel unter Einsatzmehrerer Technologien zu finalisieren.
Automation und Messtechnik bei Bedarf integriert
Je nach Kundenwunsch erweitert die PITTLER T&S GmbH die PV315 sowohl um passgenaue Messtechnik, z.B. eine Postprozess-Messstation, mit der Abweichungen identifiziert und im Nachhinein korrigiert werden können, als auch um Automationslösungen, die eine Beladung der Maschine bspw. über einen Roboter oder eine integrierte Werkstückrückstellung ermöglichen. Als Lieferant einer kompletten Small Factory Unit gewährt das Dietzenbacher Unternehmen eine Prozess- und Taktzeitgarantie. Im Vergleich zu konventionellen Linien mit mehreren Einzelprozessmaschinen, sind die Lebenszykluskosten der PV315 erheblich geringer. Grund dafür sind sowohl die niedrigeren Anschaffungskosten als auch der geringere Energieverbrauch. Darüber hinaus nimmt die PV315 mit gerade einmal 9 m² deutlich weniger Aufstellfläche in Anspruch als verkettete Linien. Für Werkstückdurchmesser größer als 315mm stehen Anwendern weitere Maschinentypender PV³-Serie zur Verfügung:PV630 (bis 630 mm), PV1250 (bis 1250mm) und PV1600 (bis 1600 mm).
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