Oberflächenbearbeitung : EMAG SU: Wie eine Schleifmaschine Oberflächen für E-Antriebe schafft

Der Schleifmaschinenhersteller EMAG SU mit Sitz in Italien hat für die Produktion von E-Antrieben die Maschine G 160 im Portfolio, die mit einem speziellen Achskonzept laut eigenen Angaben für mikroskopisch perfekte Oberflächen sorgt. Gleichzeitig sorgt die Beladetechnologie für minimale Taktzeiten.

"OEMs und Zulieferer müssen die steigenden Stückzahlen effizient bewältigen und gleichzeitig eine steigende Qualität gewährleisten, denn das hohe Drehmoment des Elektromotors führt unmittelbar zu besonderen Maß- und Oberflächenanforderungen“, erklärt Alexander Morhard von EMAG SU. Besonders eindrucksvoll zeige sich die Entwicklung bei der Zahnflankenbearbeitung von Wellen und Zahnrädern. Hier kommt es auf maßgenaue Ergebnisse im mµ-Bereich an, denn schon kleinste Welligkeiten in der Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile können zu Störgeräuschen im Antrieb führen.

Wie sich die Qualität in diesem Extrembereich verbessern lässt, zeigt EMAG SU mit seinem breiten Spektrum an Werkzeugmaschinen, die den gesamten Verzahnungsprozess abdecken. Ein zentrales Anwendungsgebiet ist das Zahnflankenschleifen mit den zugehörigen Verfahren „Wälzschleifen“ und „Profilschleifen“ - Beispiel „Wälzschleifen“: Hier verfügt EMAG SU mit der Maschine G 160 für Bauteile bis Modul 3 und einem maximalen Außendurchmesser von 160 Millimetern über die schnellste Maschine am Markt.

Möglich wird diese Geschwindigkeit durch ein innovatives Achskonzept mit zwei parallelen Werkstücktischen, die abwechselnd mit hoher Geschwindigkeit (über verschleißarme Linearmotoren) an die Schleifscheibe herangefahren werden. Während ein Werkstück bearbeitet wird, bestückt der Beladeroboter die andere Spindel mit einem Rohling oder entnimmt zuvor das fertige Werkstück. Die Zustellung der Schleifscheibe auf das vorverzahnte Werkstück erfolgt hauptzeitparallel direkt auf der Werkstückspindel. Auf diese Weise beträgt die Span-zu-Span-Zeit zwischen den Schleifvorgängen nur 1,6 Sekunden - ein enorm kleiner Wert im Vergleich zu Schleifmaschinen mit Rundtischen, bei denen im gleichen Prozess bis zu fünf Sekunden vergehen können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die eigentliche Schleifzeit für ein typisches Werkstück wie ein Planetenrad nur etwa zehn Sekunden beträgt. Damit wird der Unterschied in der Span-zu-Span-Zeit zu einem echten „Gamechanger“: Die Span-zu-Span-Zeit sinkt deutlich um ca. 3 Sekunden und die Ausbringungsmengen steigen massiv. Für die Planung großer Stückzahlen im wachsenden Marktbereich der Elektromobilität ist dies ein entscheidender Faktor.

Zum anderen soll die Technologie von EMAG SU mit außergewöhnlichen Oberflächengüten punkten, die durch das Achskonzept der G 160 möglich werden: Im Gegensatz zu vielen anderen Wälzschleifmaschinen gibt es hier keine Tangentialachse. Stattdessen erzeugen" die vorhandenen Y- und Z-Achsen durch gleichzeitige Bewegung eine virtuelle" Tangentialachse. Dadurch rückt der Kontaktpunkt der Schleifscheibe zum Werkstück um etwa 100 Millimeter näher an den Drehpunkt der Schwenkachse, was sich günstig auf das Schwingungsverhalten beim Schleifen auswirkt. Das Ergebnis zeigt sich wiederum in der Oberflächenstruktur des fertigen Bauteils: Die oben erwähnten „Geisterfrequenzen“ im µm-Bereich verschwinden fast vollständig. Zudem liegt der ffa-Wert auf einem sehr niedrigen Niveau.

„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.“

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