Ett enda fräs

Ett enda fräs bättre än flera verktyg

Fordonsindustrin står inför ett viktdilemma. Under 2017 vägde till exempel lätta motorfordon som tillverkades i USA i genomsnitt nästan 1 835 kg – de levde alltså inte riktigt upp till sitt namn. Nya komponenter och ny teknik gör fordonen tyngre, samtidigt som miljökrav innebär att tillverkarna måste producera lättare fordon.

Aluminium är ett material som är en del av lösningen, men det skapar också utmaningar vid fräsning och bearbetning. Eduardo Debone, Global Segment Manager – Automotive vid Sandvik Coromant, berättar om hur en enda fräs kan vara lösningen.

Komponenternas komplexitet

Att tillverka cylinderblock är den uppgift inom bilkomponentstillverkningen som kräver flest maskiner, och processerna är ofta komplicerade och innebär snäva toleranser. Grov- och finbearbetning av viktiga och komplicerade bilkomponenter, som cylinderblock, är en dyr och tidskrävande process. Den kräver flera olika verktyg, vilket innebär flera konfigurationer och mer skärvätska för att sänka värmen som uppstår vid högre friktion.

En motors cylinderhuvud är en annan lika viktig komponent som ofta tillverkas av aluminium. Precis som cylinderblocket kräver huvudet avancerad bearbetning av hög kvalitet.

Aluminium må vara lättare än sin motpart gjutjärn, men det är också mycket mjukare. Utmaningarna med aluminium kan vara ytjämnheten, gradbildning och verktygsförslitning. Så hur kan fordonstillverkare ta sig förbi dessa utmaningar för att få kortare cykeltider, bättre ytjämnhet och ökade besparingar?

En allt-i-ettlösning

Genom att implementera en enda lösning, istället för flera verktyg för planfräsning, kan tillverkaren klara flera av de utmaningar som uppstår vid bearbetning av aluminium. En fräs som klarar allt fixar både grov- och finbearbetning med ett och samma verktyg. På så sätt minskas belastningen på aluminiumet och resultatet blir högre kvalitet.

Sandvik Coromants lösningar för bearbetning av aluminium innehåller flera unika och patenterade fräskonstruktioner för problemfri, exakt och gradfri fräsning. Bilden visar aluminiumfräs M5C90, en del av M5-produktfamiljen, utformad för grovbearbetning och fin planfräsning av cylinderhuvud, cylinderblock och andra aluminiumdelar som kräver breda fräsingrepp, förutom tunnväggiga detaljer. Verktyget kan slutföra hela processen, från grovbearbetning till finbearbetning, i ett svep.

Extra viktigt är att verktyget kan utföra både grov- och finsvarvning i en enda passering, många gånger med upp till sex millimeters axiellt djup. Vi har sett att detta förlänger verktygslivslängden fem gånger, och ger en 200-procentig minskning av cykeltiden.

En viktig egenskap hos fräsfamiljen M5 är dess stegteknik. En serie exakta och hållbara spetsar av polykristallin diamant (PCD) placeras i ett cirkelmönster för att stegvis ta bort mer material från arbetsstycket, både axiellt och radiellt. Dessutom har verktygets sista tand wiperutförande som ger överlägsen ytjämnhet och planhet. Wiperns och tändernas fasta läge eliminerar också svåra och tidskrävande förinställningsprocedurer. Även om det krävs flera verktyg för att helt slutföra en fordonskomponent i aluminium så tar den här fiffiga lösningen bort mycket av den belastning som aluminium utsätts för under bearbetningen.