Hochpräzise Bearbeitungszentren Schwenklager-Herstellung für Porsche

Autor / Redakteur: Nicola Bauer / Anne Richter

Die Bearbeitungszentren der Schwäbischen Werkzeugmaschinen GmbH erfüllen die engen Toleranzvorgaben bei der Schwenklager-Herstellung für Porsche. Die Anlagenzuverlässigkeit führt zur Steigerung der Fertigungsqualität sowie Integration eines stabilen Fertigungsprozesses.

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Die Schwenklager des Porsche Macan werden bei Schabmüller Automobiltechnik mit Hilfe der hochpräzisen Bearbeitungszentren der Schwäbischen Werkzeugmaschinen GmbH gefertigt.
Die Schwenklager des Porsche Macan werden bei Schabmüller Automobiltechnik mit Hilfe der hochpräzisen Bearbeitungszentren der Schwäbischen Werkzeugmaschinen GmbH gefertigt.
(Bild: Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG)

Seit 2013 fertigt die Schabmüller Automobiltechnik GmbH die Schwenklager des Porsche Macan. Die Zerspanung erfolgt mithilfe der hochpräzisen Bearbeitungszentren (BAZ) BA W06-22 und BA one6 der Schwäbischen Werkzeugmaschinen GmbH (SW), die speziell für anspruchsvolle Aufgaben in der Serienfertigung ausgelegt sind. Die hohe Präzision der Maschinen ist gerade in der Automobilbranche essentiell, da der hohe Qualitätsanspruch nur geringe Toleranzen gestattet. Während die zweispindlige BA W06-22 für die Hauptlagerbohrung, die Federbein- und Querlenkeranbindung eingesetzt wird, erfolgt die Bremssattelanbindung in einem zweiten Schritt auf der einspindligen BA one6. Allein bei letzterem konnte eine wesentliche Qualitätssteigerung in den Fertigungsprozess integriert und verwirklicht werden.

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Fertigung auf zwei verschiedenen Bearbeitungszentren

Dass die Bearbeitung der wöchentlich 1700-­Satz-Schwenklager, die bei Schabmüller für Porsche gefertigt werden, auf zwei unterschiedlichen Maschinentypen stattfindet, war eine bewusste, strategische Entscheidung des Grossmehringer Automobilzulieferers: Mit der Fertigung der Hauptlagerbohrungen, der Schwanenhalsanbindung (Fe­derbeinstütze) und der Querlenker erfolgen 90 Prozent der Bearbeitung innerhalb der vom Endkunden Porsche geforderten Taktzeit in einem Halbkugel-Zugriff von oben auf der zweispindligen BA W06-22. Die Grösse des Bauteils sowie die zu produzierende Jahresstückzahl bestimmen die Anzahl der Spindeln. Da die Zerspanung der Bremssattelanbindung aufgrund der Werkstückspannung in der OP 10 nicht realisiert werden kann und der Bearbeitungsanteil sehr viel geringer ist, erfolgt dieser Bearbeitungsschritt auf der einspindligen BA one6. «So können parallel die Bearbeitungsschritte der OP 10 und OP 20 durchgeführt werden», erklärt Helmut Häckl, technischer Leiter bei Schabmüller. Darüber hinaus kann die BA one6 im Bedarfsfall auch zur Kompensation von Produktionsspitzen verwendet werden.

Um den strengen Kriterien des Automobilzulieferers – unter anderem dürfen die Positionstoleranzen in jeder Achse teilweise nur zwei bis drei Hundertstel betragen – gerecht zu werden, sind die SW-Maschinen dabei exakt auf diese Anwendungsfelder abgestimmt. So sind Fehler nahezu ausgeschlossen, da ein pneumatisches Auflage-Kontrollsystem prüft, ob das Bauteil richtig in der Vorrichtung gespannt ist – andernfalls wird der Prozess nicht gestartet. Abweichungen können dadurch sofort registriert und behoben werden. Zudem erhöht die Werkzeug-Plananlagenkontrolle die Prozesssicherheit, indem das Werkzeug an der HSK-Schnittstelle der Spindel geprüft wird. Durch Linearantriebstechnik in allen Achsen, die im Gegensatz zum Kugelgewindeantrieb einen äusserst geringen Verschleiss aufweisen, konnte zudem die vom Endkunden geforderte Taktzeit verwirklicht und eine dauerhaft gleichbleibende Werkstückqualität erreicht werden. Auch fällt die Wärmeausdehnung der Direktantriebe bedeutend geringer aus als bei konventionellen Antrieben, so dass eine hohe Langzeitgenauigkeit zugesagt werden kann. Zusätzlich werden die Maschinen inhouse bei Schabmüller alle drei bis fünf Jahre teil- beziehungsweise generalüberholt, um die hochgenaue Fertigung auch langfristig zu garantieren.

Eines der schnellsten Bearbeitungszentren: BA W06-22

Die verwendete BA W06-22 mit einem Spindelabstand von 600 mm zeichnet sich unter anderem durch ihre minimalen Span-zu-Span-Zeiten von 2,75 s aus, die eine hochgenaue Zerspanung von Leichtmetallwerkstücken in kürzester Zeit ermöglichen. Vor allem benötigt sie nur 0,7 s Hochlaufzeit von 0 auf 17 500 Umdrehungen und erreicht Hauptantriebs­achsbeschleunigungswerte von bis zu 2 G, was sie zu einem der schnellsten BAZ macht, die aktuell auf dem Markt zu finden sind. Der Arbeitsraum pro Spindel beträgt 600 x 600 x 500 mm. Zudem ist die Maschine in Monoblockbauweise konzipiert, was die Durchbiegung minimiert und einen optimalen Kraftfluss zwischen der Bearbeitungseinheit und dem Werkstückträger gewährleistet, sowie mit einer Box-in-Box 3-Achseinheit, die speziell für hochdynamische Zerspanoperationen im Leichtmetallsektor entwickelt wurde. Diese 3-Achs-Einheit ist als Stahl-Schweisskonstruktion ausgeführt, sodass die bewegten Massen bei höchster Systemsteifigkeit gering gehalten werden. «Sie wird rückseitig in den Monoblock eingesetzt, die horizontale Anordnung der Arbeitsspindeln ermöglicht dabei einen freien Fall der Späne», erläutert Matthias Maier, Vertriebsleiter bei SW. Ein Doppelschwenkträger mit integrierten Rundachsen (Torque) ermöglicht darüber hinaus ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen. Zusätzlich sind die SW-Maschinen so ausgelegt, dass sie sich ideal für das Be- und Entladen mit einem Roboter, auch von oben über ein Portal, eignen.

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