Die Hauptgehäuse von CVT-Getrieben aus Aluminiumlegierung sind große Strukturdruckgussteile, die in stufenlosen Getriebesystemen zum Einsatz kommen. Im Vergleich zu einer Seitenabdeckung eines CVT-Getriebes weist das Hauptgehäuse eine komplexere dreidimensionale Struktur auf, darunter große Hohlräume, Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Ölkanalbereiche, Dichtungsflansche, Befestigungsvorsprünge, Verstärkungsrippen, dickwandige Abschnitte und unregelmäßige Außenkonturen.
Diese robotergestützte Entgratungs- und Schleiflösung wurde für Hauptgehäuse von CVT-Getrieben aus Aluminiumlegierungen entwickelt, die in Getriebebaugruppen für Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen. Sie hilft dabei, Grate, Angüsse, scharfe Kanten, Trennlinienrückstände und lokale Angussspuren an Kavitätenöffnungen, Lagerbohrungskanten, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflanschen, Rippenübergängen und Außenkonturen zu entfernen, verbessert gleichzeitig die Gleichmäßigkeit der Oberflächenqualität und reduziert den Arbeitsaufwand beim manuellen Schleifen.
Was ist ein Hauptgehäuse für ein CVT-Getriebe aus einer Aluminiumlegierung?
Das Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes aus einer Aluminiumlegierung bildet den tragenden Hauptkörper eines stufenlosen Getriebes. Es dient zur Aufnahme und zum Schutz von Getriebekomponenten wie Riemenscheiben, Wellen, Lagern, hydraulischen Steuerbereichen und internen Ölkanalstrukturen. In der Regel wird es mit Seitenabdeckungen, Ventilkörpern, Dichtungen und anderen Getriebekomponenten zu einem kompletten CVT-Getriebesystem zusammengebaut.
Bei dieser Art von Werkstücken bestehen die wichtigsten Anforderungen an die Endbearbeitung im Entgraten durch Roboter, im punktuellen Schleifen, im Entfernen von Gussgraten und in der Kantenbearbeitung. Ein dekoratives Polieren ist in der Regel nicht erforderlich. Der Prozess muss Grate und Gussrückstände entfernen und gleichzeitig Lagerbohrungen, bearbeitete Oberflächen, Dichtflächen und interne Funktionsbereiche schonen.
| Artikel | Einzelheiten |
|---|---|
| Name des Werkstücks | Hauptgehäuse des CVT-Getriebes aus Aluminiumlegierung |
| Chinesischer Name | Hauptgehäuse des CVT-Getriebes aus Aluminiumlegierung |
| Alternativer Name | CVT-Hauptgehäuse / CVT-Getriebegehäuse / CVT-Getriebe-Hauptgehäuse |
| Typische Größe | Je nach Getriebevariante etwa 350–800 mm lang |
| Material | Druckguss aus Aluminiumlegierungen |
| Hauptprozess | Entgraten und Schleifen mit Robotern |
| Unterstützte Prozesse | Entfernen von Graten, Entgraten von Lochkanten, Säubern von Formhohlraumkanten, lokales Abschleifen von Angussresten |
| Wichtige Verarbeitungsbereiche | Große Hohlraumöffnung, Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflansche, Kanten der Ölkanäle, Verstärkungsrippen, Außenkonturen, Angussbereiche |
| Schutzgebiete | Lagersitze, Präzisionsbohrungen, bearbeitete Dichtflächen, Dichtungsauflageflächen, Funktionsflächen der Ölkanäle, Befestigungsreferenzflächen |
| Fertigstellung des Ziels | Entfernen Sie Grate, Angüsse, scharfe Kanten und lokale Rückstände und schützen Sie dabei die präzisen Oberflächen der Getriebekomponenten |
Typische Herausforderungen bei der Oberflächenbearbeitung des Hauptgehäuses eines CVT-Getriebes aus einer Aluminiumlegierung
Ein Hauptgehäuse für ein CVT-Getriebe aus einer Aluminiumlegierung ist schwieriger zu bearbeiten als eine Seitenabdeckung, da es große Hohlräume, Präzisionsbohrungen, Dichtungsflansche, dickwandige Bereiche und zahlreiche Rippenstrukturen vereint. An den Öffnungen der Hohlräume, an Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Schraubenlöchern, den Kanten der Ölkanäle, an Flanschgrenzen, Trennlinien und lokalen Angussbereichen können Grate entstehen.
Das manuelle Entgraten und Schleifen kann ungenau sein, da die Bediener um tiefe Hohlräume, sich wiederholende Lochgruppen und lange, unregelmäßige Außenkonturen herumarbeiten müssen. Manche Innenecken oder Rippenschnittstellen können dabei übersehen werden, während freiliegende Kanten oder Flanschbereiche möglicherweise übermäßig geschliffen werden. Da CVT-Hauptgehäuse Präzisionslagersitze, Wellenbohrungen und bearbeitete Dichtflächen enthalten, kann unkontrolliertes manuelles Schleifen Funktionsflächen beschädigen, was sich auf die Montage und den Betrieb des Getriebes auswirkt.
| Gemeinsames Problem | Spezifischer Bereich | Auswirkungen |
|---|---|---|
| Gussgrate / Trennfugen | Außenkontur, Hohlraumgrenze, Flanschkanten | Beeinflusst die Sauberkeit der Baugruppe und die Gleichmäßigkeit der Kanten |
| Rückstände aus dem Gate-Cut-Verfahren | Dicke Wandabschnitte, Vorsprünge, nicht funktionale Gussbereiche | Erfordert kontrolliertes lokales Schleifen |
| Grate an Lochkanten | Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Befestigungsbohrungen | Kann die Montage, den Lagersitz und den Einbau der Schrauben beeinträchtigen |
| Kavitätenbohrer | Großer Innenhohlraum, Kanten der Ölkanäle, lokale Öffnungen | Führt zu Risiken bei der Reinigung und Montage |
| Rippenübergangsfräser | Verstärkungsrippen, Vorsprungsgrenzen, Innenecken | Schwierig, sie konsequent von Hand zu entfernen |
| Manuelle Variation | Sich wiederholende Bohrungen, lange Konturen, Zugang zum Hohlraum aus mehreren Winkeln | Führt zu einer uneinheitlichen Verarbeitungsqualität |
| Empfindliche Funktionsoberflächen | Lagersitze, Dichtflächen, bearbeitete Montageflächen | Gefahr von Kratzern oder Formschäden |
Robotergestütztes Entgratungs- und Schleifverfahren für das Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes aus einer Aluminiumlegierung
Eine Roboterzelle zum Entgraten und Schleifen von Hauptgehäusen für CVT-Getriebe aus Aluminiumlegierungen sollte auf eine stabile Teilepositionierung, einen Zugang aus mehreren Winkeln, den Schutz der Oberflächen sowie einen kontrollierten Materialabtrag ausgelegt sein. Der Roboter muss sowohl äußere als auch innere Merkmale bearbeiten und dabei den Kontakt mit Präzisionslagersitzen, Wellenbohrungen, Dichtflächen und funktionalen Bereichen der Ölkanäle vermeiden.
Bei CVT-Hauptgehäusen umfasst der Prozess in der Regel das Beladen, die Positionierung, die Programmauswahl, die Überprüfung des geschützten Bereichs, das Schleifen der Außenkontur, das Entgraten der Hohlraumöffnungen, die Kantenbearbeitung an Lagern und Wellenbohrungen, die Reinigung des Dichtungsflansches, die Endbearbeitung der Rippenübergänge, das Schleifen lokaler Angussrückstände, die Prüfung und das Entladen. Für die verschiedenen Bereiche können unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden, darunter Schleifwerkzeuge, flexible Entgratwerkzeuge, Anfaswerkzeuge, Rotationsbürsten und nachgiebige Endbearbeitungsköpfe.
| Schritt | Prozess | Zweck | Werkzeug/System |
|---|---|---|---|
| 1 | Laden und Positionieren | Befestigen Sie das CVT-Hauptgehäuse, um eine stabile Bearbeitung von mehreren Seiten zu gewährleisten | Dedizierte Halterung |
| 2 | Programmauswahl | Ordne das richtige Gehäusemodell dem entsprechenden Roboterweg zu | HMI / Roboterprogramm |
| 3 | Bestätigung des Schutzgebiets | Lager-, Wellenbohrungs-, Dichtungs- und Ölkanal-Schleifverbotszonen festlegen | Spielplanreferenz / Programmeinstellung |
| 4 | Schleifen von Außenkonturen und Trennlinien | Grate und Rückstände von den äußeren Gusskanten entfernen | Schleifwerkzeug |
| 5 | Entgraten großer Formhohlraumöffnungen | Grate und scharfe Kanten an den Begrenzungen der Kavität entfernen | Flexibles Entgratungswerkzeug |
| 6 | Bearbeitung der Kanten von Lagern und Wellenbohrungen | Präzises Entgraten von Lochkanten mit wiederholbarer Steuerung | Anfaswerkzeug / Entgratspindel |
| 7 | Entgraten von Befestigungslöchern | Grate aus den Schraubenlöchern und Montagebohrungen entfernen | Entgratspindel / Rotationswerkzeug |
| 8 | Entgraten der Dichtungsflanschkante | Reinigen Sie die Flanschkanten und schützen Sie dabei die Dichtungsflächen | Flexibles Entgratungswerkzeug |
| 9 | Endbearbeitung von Rippen- und Vorsprungsübergängen | Rippenwurzeln, Vorsprungsgrenzen und lokale Ecken bearbeiten | Kleiner Entgratungskopf |
| 10 | Lokales Schleifen von Gate-Rückständen | Erhabene Rückstände an nicht funktionalen Stellen entfernen | Leicht abrasives Schleifwerkzeug |
| 11 | Qualitätskontrolle | Grate entfernen und geschützte Funktionsflächen überprüfen | Manuelle oder visuelle Prüfung |
| 12 | Entladung und Reinigung | Entfernen Sie die Späne und nehmen Sie das fertige Gehäuse heraus | Luftblasen / Staubsaugen |
Schritt 1: Laden und Positionieren
Das Hauptgehäuse des CVT-Getriebes aus einer Aluminiumlegierung wird in eine spezielle Vorrichtung eingelegt, die das Gussteil an stabilen, nicht kritischen Stellen stützt. Da das Werkstück größer und schwerer ist als eine Seitenabdeckung, ist die Steifigkeit der Vorrichtung wichtig, um während des Entgratens und Schleifens einen stabilen Kontakt mit dem Roboter zu gewährleisten.
Die Halterung sollte den Zugang zur Außenkontur, zur großen Hohlraumöffnung, zum Dichtungsflansch, zu den Befestigungslöchern, zu den Kanten der Lagerbohrungen, zu den Rippenübergängen und zu den Bereichen mit Angussausschnitten ermöglichen. Eine wiederholgenaue Positionierung trägt zudem dazu bei, dass der Roboter einen sicheren Abstand zu Präzisionslagersitzen, Wellenbohrungen und bearbeiteten Oberflächen einhält.
Schritt 2: Programmauswahl
Nachdem das Bauteil fixiert wurde, wählt der Bediener über die HMI das richtige Roboterprogramm aus. Die Hauptgehäuse von CVT-Getrieben können je nach Modell, Form der Kavität, Wellenanordnung, Rippenstruktur, Befestigungslochmuster und Angussposition variieren.
Das ausgewählte Programm legt die Bearbeitungsreihenfolge, den Werkzeugtyp, die Roboterposition, die Vorschubgeschwindigkeit, die Spindeldrehzahl, die Anpresskraft und die Schutzzonen fest. Gespeicherte Programme tragen dazu bei, über wiederholte Produktionschargen hinweg gleichbleibende Entgratungs- und Schleifergebnisse zu gewährleisten.
Schritt 3: Bestätigung des geschützten Bereichs
Vor Beginn der Bearbeitung überprüft das System die geschützten Bereiche am CVT-Hauptgehäuse. Dazu gehören in der Regel Lagersitze, Oberflächen von Wellenbohrungen, bearbeitete Dichtflächen, Dichtungsauflageflächen, Befestigungsreferenzflächen und funktionale Oberflächen der Ölkanäle.
Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da sich viele gratenanfällige Stellen in der Nähe von Präzisionsmerkmalen befinden. Der Roboter sollte Grate an Kanten und Gussübergängen entfernen und dabei darauf achten, dass die Schleifwerkzeuge nicht mit Oberflächen in Berührung kommen, die die Ausrichtung des Getriebes, die Dichtheit und die Hydraulikleistung beeinträchtigen könnten.
Schritt 4: Schleifen der Außenkontur und der Trennfuge
Der Roboter bearbeitet die äußeren Gusskanten, an denen noch Grate, Trennlinienrückstände, Schnittspuren oder lokale Gussfehler vorhanden sein können. Zu diesen Bereichen zählen unter anderem die äußere Gehäusekante, Seitenwände, Befestigungsvorsprünge, Flanschkanten und Übergänge zu dickwandigen Bereichen.
Mit einem Schleifwerkzeug lassen sich erhabene Rückstände bei kontrollierter Vorschubgeschwindigkeit und kontrolliertem Anpressdruck entfernen. Bei CVT-Gehäusen aus Aluminiumlegierungen sollte dabei übermäßiger Druck vermieden werden, da dies zu tiefen Werkzeugspuren führen oder zu viel Grundmaterial vom Gussteil abtragen könnte.
Schritt 5: Entgraten der großen Hohlraumöffnung
Der große Innenhohlraum ist ein wesentliches Merkmal des CVT-Hauptgehäuses. Nach dem Druckguss, dem Entgraten oder der Grobbearbeitung können Grate oder scharfe Kanten an den Rändern des Hohlraums entstehen.
Ein flexibles Entgratungswerkzeug kann die Kanten von Hohlraumöffnungen mit kontrolliertem Druck und entlang einer programmierten Bahn bearbeiten. Der Roboter sollte ausschließlich die gratanfälligen Kantenbereiche bearbeiten und unnötigen Kontakt mit inneren Funktionsflächen, bearbeiteten Auflageflächen oder Ölkanalbereichen vermeiden.
Schritt 6: Bearbeitung der Lager- und Wellenbohrungskanten
Lager- und Wellenbohrungen sind kritische Bereiche des CVT-Hauptgehäuses. Grate an den Rändern dieser Bohrungen können den Sitz der Lager, die Montage der Welle und die Ausrichtung des Getriebes beeinträchtigen.
Ein Anfaswerkzeug oder eine Entgratspindel kann jede Lochkante mit reproduzierbarer Tiefe und reproduzierbarem Winkel bearbeiten. Der Roboter wiederholt denselben Arbeitsablauf über mehrere Lochgruppen hinweg, wodurch die Gleichmäßigkeit verbessert und das Risiko von übersehenen Graten im Vergleich zur manuellen Bearbeitung verringert wird.
Schritt 7: Entgraten der Befestigungslöcher
CVT-Hauptgehäuse weisen in der Regel zahlreiche Befestigungs- und Schraubenlöcher auf, die über Flansche, Vorsprünge und Seitenwände verteilt sind. Grate an diesen Löchern können die Montage der Schrauben, die Sauberkeit und den Einbau der Dichtungen beeinträchtigen.
Der Roboter kann jede Befestigungsbohrung mit einer Entgratspindel oder einem Rotationswerkzeug bearbeiten. Dank programmierter Bohrroutinen lassen sich bei wiederholten Lochgruppen stets die gleiche Tiefe, der gleiche Winkel und die gleiche Werkzeuggeschwindigkeit anwenden.
Schritt 8: Säubern der Flanschkante vor dem Abdichten
Der Dichtungsflansch ist ein durchgehendes Funktionsmerkmal, das eine gleichbleibende Kantenqualität erfordert. Grate an der Flanschkante können den Einbau der Dichtung und die Sauberkeit der Baugruppe beeinträchtigen, doch die Dichtfläche selbst muss unbeschädigt bleiben.
Ein nachgiebiges Entgratungswerkzeug kann dem Flanschumfang folgen und lose Grate sowie scharfe Kanten entfernen. Der Roboter sollte das Werkzeug an der Kantenbegrenzung halten und vermeiden, die Kontaktfläche der Dichtung zu zerkratzen oder abzurunden.
Schritt 9: Abschluss der Übergangsstelle zwischen Rippe und Vorsprung
An verstärkten Rippen, Vorsprüngen und lokalen Strukturübergängen bleiben nach dem Druckguss oder dem Besäumen häufig kleine Grate zurück. Diese Bereiche lassen sich manuell nur schwer bearbeiten, da sich der Werkzeugwinkel häufig ändert und einige Ecken vertieft sind.
Für Rippenansätze, Vorsprungsgrenzen und lokale Ecken kann ein kleiner Entgratungskopf oder ein nachgiebiges Endbearbeitungswerkzeug verwendet werden. Der Roboter kann die Struktur in mehrere Endbearbeitungszonen unterteilen und jeden Bereich mit stabiler Haltung bearbeiten.
Schritt 10: Schleifen der lokalen Gate-Rückstände
Einige CVT-Hauptgehäuse weisen an dickwandigen Stellen oder in nicht funktionalen Gussbereichen Spuren von Gusskanälen oder lokal erhabene Rückstände auf. Diese Rückstände müssen unter Umständen leicht abgeschliffen werden, anstatt sie lediglich abzubürsten.
Ein leicht abrasives Schleifwerkzeug kann diese erhabenen Fehler durch kontrollierten Materialabtrag beseitigen. Das Roboterprogramm sollte das Schleifen auf definierte, unkritische Bereiche beschränken und Präzisionsoberflächen, Dichtflächen sowie lagerbezogene Merkmale aussparen.
Schritt 11: Qualitätsprüfung
Nach dem robotergestützten Entgraten und Schleifen prüfen die Bediener die Außenkontur, die Hohlraumöffnung, die Lagerbohrungen, die Wellenbohrungen, die Befestigungsbohrungen, die Dichtungsflansche, die Rippenübergänge und die Angussbereiche. Die Prüfung stellt sicher, dass Grate und scharfe Kanten entfernt wurden und dass die zu schützenden Funktionsflächen unbeschädigt bleiben.
Die Prüfung kann Sichtkontrollen, manuelle Tastkontrollen, Messproben oder eine kameragestützte Überprüfung umfassen. Die Rückmeldungen aus der Prüfung können zudem zur Optimierung der Roboterbahnen, zur Kompensation des Werkzeugverschleißes und zur vorbeugenden Wartung beitragen.
Schritt 12: Entladen und Reinigen
Nach der Prüfung wird das fertige Hauptgehäuse des CVT-Getriebes entladen und dem nächsten Arbeitsschritt zugeführt. Aluminiumspäne und Feinpartikel sollten aus den Hohlräumen, Bohrungen, den Kanten der Ölkanäle, den Dichtungsflanschen und den Rippenkreuzungen entfernt werden.
Für das Entgraten und Schleifen des CVT-Hauptgehäuses wird eine geschlossene Roboterzelle mit Aluminiumspäne- und Staubabsaugung empfohlen. Dies trägt dazu bei, die Sauberkeit in der Werkstatt zu verbessern, die Belastung der Bediener zu verringern und eine besser kontrollierte Bearbeitungsumgebung zu schaffen als beim offenen manuellen Schleifen.
Bearbeitungsschwierigkeiten und Lösungen
| Herausforderung | Ursache | Robotische Lösung |
|---|---|---|
| Positionierung großer Gehäuse | Das Hauptgehäuse ist größer und komplexer als eine Seitenabdeckung. | Spezielle Halterung mit starrer Abstützung und wiederholbarer Referenz |
| Zugang zum Hohlraum aus mehreren Blickwinkeln | Die Kanten der Kavität, die Rippen und die inneren Strukturen erfordern unterschiedliche Werkzeugausrichtungen | Sechsachsige Roboter-Bahnplanung mit unterteilten Bearbeitungszonen |
| Schutz der Lagerbohrung | Lagersitze und Wellenbohrungen befinden sich in der Nähe von Kanten, an denen sich leicht Grate bilden können | Programmierung von Schutzzonen und Routinen zur Steuerung der Lochkanten |
| Entfernung von Gatterrückständen | An Stellen mit dicker Wandstärke können erhabene Spuren des Angussschnitts zurückbleiben | Lokales, leichtes Schleifen mit geringem Materialabtrag |
| Konsistenz des Dichtungsflansches | Lange Flanschwege erfordern eine zuverlässige Entgratung | Programmgesteuerte Entgrätung von Flanschkanten mit nachgiebigen Werkzeugen |
| Rippen- und Buckelfräser | Verstärkte Strukturen führen zu versteckten Graten | Zugang für kleine Entgratwerkzeuge bei optimierter Körperhaltung |
| Manuelle Qualitätsschwankungen | Sich wiederholende Löcher und unregelmäßige Konturen lassen sich nur schwer von Hand bearbeiten | Gespeicherte Roboterprogramme und geregelte Kontaktkraft |
Schwierigkeit 1: Positionierung des großen CVT-Hauptgehäuses
Das Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes ist ein großes dreidimensionales Druckgussteil. Es weist Formnester, Flansche, Bohrungen, Rippen und dickwandige Bereiche auf, die über verschiedene Oberflächen verteilt sind. Ist die Spannvorrichtung nicht steif genug, kann es beim Schleifen und Entgraten zu Vibrationen kommen.
Die Lösung besteht darin, eine spezielle Haltevorrichtung mit stabiler Auflage und wiederholbaren Positionierungspunkten zu verwenden. Die Vorrichtung sollte das Bauteil sicher festhalten und es dem Roboter gleichzeitig ermöglichen, die erforderlichen Bearbeitungsbereiche aus verschiedenen Winkeln zu erreichen.
Schwierigkeit 2: Entgraten von Kavitätenkanten ohne Beschädigung der Innenfläche
Die große Öffnung des Hohlraums kann an ihren Rändern Grate aufweisen, doch die inneren Funktionsflächen, Ölkanäle und bearbeiteten Flächen müssen geschützt werden. Handwerkzeuge könnten in diese Bereiche rutschen und Kratzer oder ungewollten Materialabtrag verursachen.
Die Lösung besteht darin, geschützte interne Bereiche festzulegen und kontrollierte Roboterbahnen zum Entgraten der Formhohlraumkanten zu verwenden. Der Roboter entfernt Grate ausschließlich an den Kanten und hält das Werkzeug dabei von den funktionalen Oberflächen des Formhohlraums fern.
Schwierigkeit 3: Gleichmäßige Bearbeitung der Lager- und Wellenbohrungskanten
Lager- und Wellenbohrungen sind für die Montage des Getriebes von entscheidender Bedeutung. Bei einer uneinheitlichen manuellen Entgrätung können an einigen Bohrungen Grate zurückbleiben oder an anderen übermäßige Fasen entstehen.
Die Lösung besteht darin, eine programmierte Routine zur Bearbeitung der Lochkanten einzusetzen. Ein Anfaswerkzeug oder eine Entgratspindel kann jedes Loch mit wiederholbarer Winkel, Tiefe und Geschwindigkeit bearbeiten, wodurch die Konsistenz bei verschiedenen Gehäusemodellen verbessert wird.
Schwierigkeitsgrad 4: Schleifen lokaler Torrückstände
An nicht funktionalen Bereichen des CVT-Hauptgehäuses können Rückstände vom Ausschnitt oder deutliche Trennlinienspuren zurückbleiben. Diese erhabenen Mängel sind oft zu groß, um sie allein durch Bürsten zu beseitigen, sollten jedoch nicht durch unkontrolliertes, starkes Schleifen entfernt werden.
Die Lösung besteht darin, nur in bestimmten Bereichen eine leichte robotergestützte Schleifbearbeitung durchzuführen. Der Roboter wendet einen kontrollierten Druck und eine kontrollierte Verfahrstrecke an, um Rückstände zu entfernen, ohne dabei zu viel Material vom Gusskörper abzutragen.
Schwierigkeitsgrad 5: Schutz von Dichtflächen und bearbeiteten Referenzflächen
CVT-Hauptgehäuse weisen Dichtflächen, Dichtungsauflageflächen und bearbeitete Referenzflächen auf. Diese Flächen befinden sich in unmittelbarer Nähe zu Flanschen und Bohrungen, bei denen leicht Grate entstehen können, weshalb ihr Schutz bei der automatisierten Endbearbeitung unerlässlich ist.
Die Lösung besteht darin, alle funktionalen Flächen im Roboterprogramm als berührungsfreie Zonen zu definieren. Der Roboter bearbeitet dabei ausschließlich Kanten, Grate und unkritische Rückstände und hält dabei einen sicheren Abstand zu den geschützten Oberflächen ein.
Anwendungsbeispiel aus der Fertigung
Kundenhintergrund
Ein Hersteller von Getriebegussteilen für die Automobilindustrie produziert Hauptgehäuse aus Aluminiumlegierung für stufenlose Getriebe (CVT). Vor der Automatisierung entfernten die Mitarbeiter manuell Grate, Angussreste, Trennlinienrückstände und lokale Angussspuren von Außenkonturen, Formhohlraumöffnungen, Lagerbohrungen, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflanschen, Rippen und Vorsprüngen.
Mit steigendem Produktionsvolumen wurde es immer schwieriger, das manuelle Entgraten und Schleifen zu standardisieren. Die Bediener mussten in die Kavitätenbereiche greifen, viele sich wiederholende Bohrungen bearbeiten und lange Flanschbereiche reinigen. Einige Rippenecken und interne Übergänge wurden nicht ausreichend bearbeitet, während freiliegende Kanten oder Angussbereiche manchmal zu stark abgeschliffen wurden.
Technische Herausforderungen
Das Werkstück wies eine großflächige Hohlraumstruktur, mehrere Lager- und Wellenbohrungen, Dichtungsflansche, Befestigungsbohrungen, Elemente im Zusammenhang mit Ölkanälen, Verstärkungsrippen und dickwandige Abschnitte auf. Grate waren sowohl an den Außen- als auch an den Innenflächen verteilt, was den Einsatz unterschiedlicher Werkzeuge und Roboterpositionen erforderte.
Die größte technische Herausforderung bestand darin, die Entgratung, das lokale Schleifen und den funktionalen Oberflächenschutz miteinander in Einklang zu bringen. Angussreste und Grate an der Trennfuge mussten entfernt werden, während Lagersitze, Wellenbohrungen, Dichtflächen und bearbeitete Referenzflächen unberührt bleiben mussten.
Lösung
Die vorgeschlagene Lösung umfasste einen sechsachsigen Industrieroboter, eine spezielle Halterung für das CVT-Getriebehauptgehäuse und ein Mehrwerkzeug-Endbearbeitungssystem. Der Roboter setzte ein Schleifwerkzeug zum Entfernen von Graten an der Außenkontur und von lokalen Angussresten, ein flexibles Entgratwerkzeug für die Kanten der Formhohlraumöffnung und des Dichtungsflansches, ein Anfaswerkzeug für die Kanten von Lager- und Wellenbohrungen sowie einen kleinen Entgratkopf für Rippen und Übergänge an Vorsprüngen ein.
Im Roboterprogramm wurden geschützte Lagersitze, Oberflächen der Wellenbohrungen, Dichtflächen, bearbeitete Auflageflächen und Funktionsbereiche der Ölkanäle definiert. Die Spannvorrichtung hielt das Hauptgehäuse sicher fest und ermöglichte es dem Roboter gleichzeitig, von mehreren Seiten an das Gussteil heranzukommen. Zur Partikelkontrolle während der robotergestützten Endbearbeitung wurde eine geschlossene Zelle mit einer Absaugvorrichtung für Aluminiumspäne und Staub eingesetzt.
| Artikel | Konfiguration |
|---|---|
| Werkstück | Hauptgehäuse des CVT-Getriebes aus Aluminiumlegierung |
| Chinesischer Name | Hauptgehäuse des CVT-Getriebes aus Aluminiumlegierung |
| Typische Größe | Je nach Modell etwa 350–800 mm lang |
| Hauptprozess | Entgraten und Schleifen mit Robotern |
| Unterstützter Prozess | Entfernen von Graten, Entgraten von Lochkanten, Säubern von Formhohlraumkanten, lokales Abschleifen von Angussresten |
| Roboter | Sechsachsiger Industrieroboter |
| Werkzeugbau | Schleifwerkzeug, flexibles Entgratwerkzeug, Anfaswerkzeug, Entgratspindel, nachgiebiges Feinschleifwerkzeug |
| Halterung | Spezielle Halterung für das Hauptgehäuse des CVT-Getriebes |
| Schutzstrategie | Geschützte Lagersitze, Wellendurchgänge, Dichtflächen, bearbeitete Oberflächen und Ölkanalbereiche |
| Staubkontrolle | Geschlossene Zelle mit Aluminiumspänen- und Staubabsaugung |
Ergebnisse der Umsetzung
Die Roboterzelle übernahm repetitive Entgratungs- und Schleifarbeiten an Außenkonturen, Hohlraumöffnungen, Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflanschen, Rippenübergängen und lokalen Angussbereichen. Die Bediener kümmerten sich hauptsächlich um das Be- und Entladen, die Prüfung und die Werkzeugwartung, wodurch der direkte manuelle Schleifaufwand reduziert wurde.
Der kontrollierte Prozess verbesserte die Gleichmäßigkeit an den Grenzen der Hohlräume, bei wiederholten Bohrungen und auf langen Flanschwegen. Zudem verringerte er das Risiko einer versehentlichen Beschädigung von Lagersitzen, Wellenbohrungen und bearbeiteten Dichtflächen, da der Roboter gespeicherte Bahnen mit definierten Schutzzonen abfuhr.
| Ergebnis Bereich | Verbesserung |
|---|---|
| Qualität der Außenkontur | Zuverlässigere Entfernung von Flash- und Trennlinienrückständen |
| Entgraten der Kavitätenkanten | Kontrollierte Gratenentfernung an den Rändern großer Kavitäten |
| Behandlung von Lagerbohrungen | Wiederholbare Kantenbereinigung in der Nähe von lagerseitigen Öffnungen |
| Entgraten von Wellenbohrungen | Verbesserte Gleichmäßigkeit an den Kanten der Schaftbohrung |
| Reinigung der Befestigungslöcher | Weniger übersehene Grate bei wiederholten Lochgruppen |
| Qualität der Dichtungsflansche | Gleichmäßiges Entgraten der Flanschkanten unter Schonung der Dichtungsflächen |
| Nachbearbeitung von Rippen und Vorsprüngen | Weniger Restgrate an Rippenansätzen und lokalen Übergängen |
| Zerkleinerung von Gussresten | Kontrollierte Entfernung von erhabenen Rückständen in bestimmten Bereichen |
| Funktionaler Oberflächenschutz | Geringeres Risiko von Beschädigungen an Lagersitzen, Dichtflächen und bearbeiteten Auflageflächen |
| Arbeitsreduzierung | Reduzierung des Aufwands für wiederholte manuelle Entgratungs- und Schleifarbeiten |
| Stabilität der Produktion | Gespeicherte Programme für wiederkehrende CVT-Gehäuse-Chargen |
| Workshop-Umgebung | Saubererer Endbearbeitungsbereich mit geschlossener Aluminium-Spänesammlung |
Kunden-Feedback
Der Kunde berichtete, dass die Roboterzelle zum Entgraten und Schleifen die Endbearbeitung des CVT-Getriebehauptgehäuses stabiler machte und den manuellen Arbeitsaufwand an Hohlraumkanten, Lagerbohrungen, Dichtungsflanschen, Rippenübergängen und lokalen Angussbereichen reduzierte. Die Bediener konnten sich nun stärker auf das Beladen, die Prüfung und die Werkzeugüberwachung konzentrieren, anstatt ständig manuell an komplexen Gussmerkmalen schleifen zu müssen.
Erforderliche Informationen für ein Angebot zum robotergestützten Schleifen
Um Ihnen eine geeignete Roboterzelle zum Entgraten und Schleifen Ihres CVT-Getriebehauptgehäuses aus Aluminiumlegierung empfehlen zu können, benötigen wir in der Regel die Bauteilezeichnung, die Werkstoffsorte, das Gussgewicht, Fotos von Graten, Angussresten, Trennlinien und Angussresten, die zu bearbeitenden Bereiche, geschützte Lager- oder Dichtflächen, die derzeitige manuelle Zykluszeit sowie das jährliche Produktionsvolumen.
Diese Angaben helfen unserem Konstruktionsteam bei der Bewertung der Spannvorrichtungskonstruktion, der Reichweite des Roboters, der Werkzeugauswahl, der Anordnung der Spänesammlung und der Prozessdurchführbarkeit. Bei CVT-Getriebe-Hauptgehäusen ist es besonders wichtig zu ermitteln, welche Hohlraumkanten, Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Flanschgrenzen, Rippenübergänge und Außenkonturen bearbeitet werden müssen und welche Lagersitze, Dichtflächen, Ölkanalflächen und bearbeiteten Referenzbereiche während der robotergestützten Endbearbeitung geschützt werden müssen.
FAQ
Frage 1: Ist das Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes dasselbe wie die Seitenabdeckung eines CVT-Getriebes?
Nein. Eine Seitenabdeckung eines CVT-Getriebes ist in der Regel ein dünneres, abdeckungsartiges Bauteil, während das CVT-Getriebehauptgehäuse den Hauptstrukturkörper des Getriebes bildet. Das Hauptgehäuse weist größere Hohlräume, mehr Präzisionsbohrungen, dickere Wandstärken sowie komplexere Anforderungen an das Entgraten und Schleifen auf.
Frage 2: Warum muss das Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes sowohl entgratet als auch geschliffen werden?
Das Entgraten wird an Lochkanten, Hohlraumgrenzen, Flanschkanten und Rippenübergängen angewendet. Das Schleifen kann bei Trennlinienresten, Einspritzstellen und lokalen, erhabenen Gussfehlern an nicht funktionalen Bereichen erforderlich sein. Daher sind sowohl das robotergestützte Entgraten als auch das lokale Schleifen für diese Art von Gehäuse sinnvoll.
Frage 3: Welche Bereiche kann der Roboter am Hauptgehäuse eines CVT-Getriebes bearbeiten?
Der Roboter kann Außenkonturen, Kanten von Hohlraumöffnungen, Kanten von Lagerbohrungen, Kanten von Wellenbohrungen, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflansche, Rippenübergänge, Nabenränder, Trennlinienbereiche und lokale Angussreste bearbeiten. Der genaue Bearbeitungsbereich sollte anhand der Zeichnung und der tatsächlichen Gratverteilung bestätigt werden.
Frage 4: Wie werden Lagerbohrungen und Dichtflächen beim robotergestützten Schleifen geschützt?
Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Dichtflächen und bearbeitete Referenzflächen werden durch die Positionierung der Spannvorrichtung, die Roboterbahnplanung und Schleifverbotszonen geschützt. Der Roboter bearbeitet nur den erforderlichen Rand- oder Restbereich, während abrasive Werkzeuge von kritischen Funktionsflächen ferngehalten werden.
Frage 5: Kann eine Roboterzelle verschiedene Modelle des CVT-Hauptgehäuses bearbeiten?
Ja. Eine Roboterzelle kann oft verschiedene Modelle von CVT-Getriebegehäusen bearbeiten, sofern die Halterung, die Reichweite des Roboters und die Werkzeuge für unterschiedliche Bauteilvarianten ausgelegt sind. Für verschiedene Kavitätenformen, Bohrungsanordnungen, Flanschkonturen und Angusspositionen können unterschiedliche Roboterprogramme gespeichert werden.
Frage 6: Muss das CVT-Hauptgehäuse dekorativ poliert werden?
Nein. In den meisten Fällen erfordern die Hauptgehäuse von CVT-Getrieben keine dekorative Politur. Die wichtigsten Anforderungen sind das funktionale Entgraten, das Entfernen von Graten, das punktuelle Schleifen, die Kantenbearbeitung sowie der Schutz der präzisen getriebezugehörigen Oberflächen.
Schlussfolgerung
Die Hauptgehäuse von CVT-Getrieben aus Aluminiumlegierungen weisen große Hohlraumstrukturen, Lagerbohrungen, Wellenbohrungen, Befestigungsbohrungen, Dichtungsflansche, Bereiche im Zusammenhang mit Ölkanälen, Verstärkungsrippen und unregelmäßige Außenkonturen auf. Diese Merkmale erschweren eine Standardisierung des manuellen Entgratens und Schleifens, insbesondere im Bereich von sich wiederholenden Bohrungen, Hohlraumgrenzen und lokalen Angussstellen.
Eine robotergestützte Entgratungs- und Schleiflösung hilft Herstellern dabei, Grate, Angüsse, scharfe Kanten, Trennlinienrückstände und lokale Gussfehler von CVT-Getriebehauptgehäusen zu entfernen und gleichzeitig die Gleichmäßigkeit der Oberflächenbearbeitung zu verbessern sowie präzise Funktionsflächen zu schützen. Wenn bei der Fertigung Ihrer CVT-Getriebehauptgehäuse noch immer manuelles Entgraten der Formhohlraumkanten, das Säubern von Lagerbohrungen, die Endbearbeitung von Flanschen oder das Abschleifen lokaler Angussrückstände erforderlich ist, Kontakt für eine maßgeschneiderte Roboterlösung. Sie können auch unsere Automobil & EV Anwendungen und Ausrüstung um mehr über unsere robotergestützten Endbearbeitungssysteme zu erfahren.
