Zylinderkurbelgehäuse

 Das Zylinderkurbelgehäuse, auch Motorblock genannt, ist das zentrale Element des Verbrennungsmotors. Je nach Fahrzeugmodell und Motorgröße gibt es verschiedene Bauarten und Größen, vom 2-Zylinder Reihenmotor bis zur 12-Zylinder-Motor in V-Anordnung. Aufgrund des Gewichtsvorteils werden im Automobilbereich überwiegend Aluminiumlegierungen verwendet. Dies erfordert bei der Zylinderbohrung die Verwendung von Gussbuchsen oder verschleißfesten Beschichtungen, um eine hohe Laufleistung zu gewährleisten. Bei der Zerspanung kommt es häufig zu Mischbearbeitungen aus Aluminium und Guss sowie dem Einsatz äußerst abrasiver Beschichtungen. Durch die erhöhten Verbrennungsdrücke moderner Motoren steigen die mechanischen und thermischen Belastungen, was zu höheren Qualitätsanforderungen der zu bearbeitenden Merkmale führt.
 
Zylinderkurbelgehäuse mit einer Nummerierung

Kernmerkmale

  1. Zylinderbohrung 
  2. Wasserpumpenbohrung 
  3. Kurbelwellenlagerbohrung 
     

  • Werkzeug macht die Vorbearbeitung einer Zylinderbohrung

    1. Vorbearbeitung - Zylinderbohrung

    Die Vorbearbeitung umfasst das Aufbohren der Zylinderbohrungen mit stabil ausgelegten Wendeschneidplattenwerkzeugen. Sie bewältigen hohes und schwankendes Aufmaß. Je nach Werkstoff kommen PKD-bestückte oder beschichtete HM-Wendeschneidplatten zum Einsatz, um hohe Standzeiten und Präzision sicherzustellen.

  • WErkzeug macht die Fertigbearbeitung einer Zylinderbohrung

    2. Fertigbearbeitung - Zylinderbohrung

    Feinbohrwerkzeuge bringen die Bohrung auf das exakte Maß für die nachfolgende Beschichtung bzw. das Einsetzen der Laufbuchse. Die Werkzeuge sind für hohe Stabilität und hohe Vorschübe ausgelegt und erzeugen die geforderte Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität.

  • WErkzeug macht die Fertigbearbeitung einer Zylinderlauffläche

    3. Fertigbearbeitung - Zylinderlauffläche

    Nach der Beschichtung oder dem Fügen der Laufbuchse erfolgt die finale Bearbeitung der Lauffläche. Präzise Feinbohrwerkzeuge sorgen für Maß- und Formgenauigkeit, verfügen über Schneidenkompensation und ermöglichen einen kontaktfreien Rückzug aus der Bohrung.

  • Werkzeug macht einen Honfreigang

    4. Honfreigang

    Der Honfreigang wird meist mit speziellen Fräs- oder Aussteuerwerkzeugen hergestellt. Die komplexen Übergangsgeometrien und die teilweise auftretende Mischbearbeitung erfordern eine abgestimmte Werkzeug- und Schneidstoffauswahl.

1. Zylinderbohrung

Prozessbedingungen
  • Schwankende Guss- und Aufmaßsituationen
  • Teilweise werden verschleißfeste Beschichtungen (LDS-Schicht) in die Bauteile integriert
  • Teilweise Mischbearbeitungen durch den Einsatz verschiedener Werkstoffe
     -> Aluminium Kurbelgehäuse und Grauguss Zylinderlaufbuchse
  • Schwer zugängliche Bearbeitungen aufgrund der Bauteilgröße
  • Durchmessertoleranz vor dem Honen bis zu 40 μm
Zwei Werkzeuge zum Aufbohren und Feinbohren

Grundbohrung

1. Vorbearbeitung
Aufbohrwerkzeug

  • Stabile und wirtschaftliche Werkzeugauslegung mit Wendeschneidplatten und einfach einstellbaren Kurzklemmhaltern auch für schwankendes Bauteilaufmaß.

2. Fertigbearbeitung
Feinbohrwerkzeug mit EA-System

  • Mehrschneidiges, kompaktes Werkzeugdesign für höchste Vorschubgeschwindigkeiten und einfaches Einstellen.

Links ein Kompensationswerkzeug und rechts ein Aussteuerwerkzeug für die Zerspanung

Zylinderlauffläche mit Buchse

3. Fertigbearbeitung
Kompensationswerkzeug (Bearbeitungszentrum)

  • Schneidenkompensation über stirnseitige Verzahnung automatisch und direkt in der Maschine umsetzbar. Schneidenabhebung durch Positionsversatz und spezielles Werkzeugdesign ermöglichen kontaktfreien Rückzug.

ODER

Aussteuerwerkzeug (Sondermaschine)

  • Je nach Maschinentyp werden über eine Zugstange, eine Verstellspindel oder einen Drehantrieb die Schneiden definiert ein- und ausgesteuert. Dies ermöglicht einen kontaktfreien Rückzug sowie eine exakte Nachjustierung der Schneide.

Links ein Zirkularfräser und rechts ein Aussteuerwerkzeug

Zylinderlauffläche

4. Honfreigang
Zirkularfräser (Bearbeitungszentrum)

  • Mehrschneidige Werkzeugauslegung mit höchster Flexibilität bei der Auswahl der Wendeschneidplatten.


ODER


Aussteuerwerkzeug (Sondermaschine)

  • Definiertes Aussteuern der Schneiden durch Zug-/Druckstange. Flexibler Konturzug möglich.

2. Wasserpumpenbohrung

Prozessbedingungen
  • Mehrstufige Bohrung mit definierten Radiusübergängen
  • Durchmessertoleranzen im Bereich H8
  • Rundheiten von 10-20 μm
Ein PKD-Stufenaufbohrwerkzeug

Semi-Finish-Bearbeitung
PKD-Stufenaufbohrwerkzeug

  • Optimierte PKD-Schneidengeometrie für kontrollierten Spanbruch und mit wechselbarem VHM-Bohrer zur effizienten Nutzung der Schneidkanten an den Aufbohrstufen.

3. Kurbelwellenlagerbohrung

Prozessbedingungen
  • Hohe Koaxialität der einzelnen Lagerstege zueinander
  • Mehrfaches Anschneiden durch unterbrochenen Schnitt
  • Mischbearbeitung bei der Fertigbearbeitung durch die Lagerschalen
  • Durchmessertoleranzen von 0,2 mm
  • Oberflächenangaben von Rz 3,2 μm
  • Rundheit <3 μm
Bearbeitung des Kurbelgehäuses (Kurbelwellen-Lagerbohrung) mit einer Präzisions-Reihenbohrstange

Höchste Produktivität durch One-shot-Lösung

Vor- und Fertigbearbeitung 
Präzisions-Reihenbohrstange

  • Beste Koaxialität am Bauteil durch zusätzliche Lagerung gegenüber der Maschinenspindel, auch bei großen Bauteillängen.

Zwei Feinbohrwerkzeuge, das linke für die Vorbearbeitung und das rechte für die Fertibearbeitung

Höchste Prozesssicherheit durch 2-stufigen Prozess

Vor- und Fertigbearbeitung
Feinbohrwerkzeuge

  • Vorschneidstufe und zusätzliche Micro-Zerspanung an der Finish-Stufe für höchste Qualitätsanforderungen und Prozesssicherheit.