01.11.2018
Constant velocity joints for electro mobility
Neapco, an internationally operating supplier to the automotive industry, is receiving an increasing number of enquiries about components for electric vehicles. A current project – a drive shaft that Neapco manufactures – is also used in such vehicles. The company, which is located in Düren, relies on ball nose milling cutters from MAPAL for hard machining the outer race of the constant velocity joint of the drive shaft.
“The trend towards electro mobility is becoming visible at Neapco, too,” says Ahmet Simsek, who is in charge of tool management at the Neapco location in Düren. The company location, which specialises mainly in the production of drive shafts, has already received a number of enquiries regarding components for electric vehicles. This is hardly surprising, given that Neapco supplies many renowned automotive manufacturers with drive shafts from the plant in Düren and has positioned itself optimally for this task. “We were recently certified according to IATF standard 16949 (quality management in the automotive industry), as a high level of flexibility, efficiency and quality is required in such a highly competitive environment.” Simsek is pleased: “We are not just fulfilling customer expectations, we are exceeding them.”
Neapco and MAPAL started working together long before Industry 4.0 and connected systems became part of the production shops. “It must have been at the end of the 1980s when we started working on our first joint projects,” Ahmet Simsek and Klaus Schwamborn, Area Sales Manager at MAPAL, try to reconstruct their history of collaboration. “We have also been working together successfully in the area of ball nose milling of constant velocity joints (CV joints) for a few years now,” says Ahmet Simsek. This is why the precision tool manufacturer was the first choice when it came to the hard machining of the CV joints in the current project, a drive shaft for an electric vehicle. “Due to our many years of experience with MAPAL, they were our first choice,” says Ahmet Simsek.
Contact angle within ± 5°
The production of the drive shaft started successfully at the beginning of 2018, and the production volume will be as high as 35,000 units in 2019. “We use the ball nose milling cutters from MAPAL to machine the ball raceways of what is known as the bell or axle spindle, for which strict tolerances are specified,” says Ahmet Simsek. It is important that this drive shaft joint transmits the torque with as little influence on the steering as possible, even in the case of large working angles on the drive gears of front-wheel drive vehicles. This is why all requirements regarding quality, dimensions and surface qualities must be observed in a process-consistent manner. For example, the contact angle must be within a tolerance of ± 5°.
Die Bearbeitung der geschmiedeten Achszapfen auf einem Bearbeitungszentrum des Typs EMAG VSC 250 Twin stellt an die Maschine und an die Bearbeitungstechnologie hohe Anforderungen. Das Material C50 mod. weist dabei nach dem induktiven Härten eine Härte von 58 bis 63 HRC auf. „Mit unseren Kugelbahnfräsern erfolgt die finale Hartbearbeitung der Laufbahnen“, erläutert Klaus Schwamborn, der Neapco seit vielen Jahren betreut. Das Werkzeug mit vier eingelöteten PcBN-Schneiden trägt dabei zwischen 0,2 und 0,4 mm Material ab.
MAPAL eigene hochgenaue Schnittstelle
Über die MAPAL eigene HFS-Schnittstelle (Head Fittings System) sind Werkzeug und Werkzeughalter verbunden. Der Fräskopf wird mit einer hochfesten Spannschraube in den Halter eingezogen. Dabei wird der Kopf über den Kurzkegel µm-genau radial ausgerichtet und gegen die Planfläche verspannt, so dass auch das Längenmaß zur HSK-Planfläche exakt eingehalten wird. Zudem ermöglicht diese sehr stabile Trennstelle eine hohe Vorschubgeschwindigkeit.
„Die größte Herausforderung bei der Auslegung des Werkzeugs war die Einhaltung der Toleranzen hinsichtlich symmetrischem Kontaktwinkel und Oberflächengüte“, erinnert sich Schwamborn. Um wirtschaftlich zu produzieren, legt Neapco zudem Wert auf eine hohe Standzeit. „Anhand unserer fundierten Kenntnisse, die wir über viele Jahre aufgebaut haben, haben wir das Werkzeug genau auf die Anwendung und die Anforderungen von Neapco zugeschnitten“, sagt Schwamborn. Dabei hat MAPAL die Werkzeuggeometrie genau auf die geforderten Werte hinsichtlich Bahnspiel und der Schmiegung der Kugeln, die später zwischen Inner und Outer Race liegen, angepasst.
„Die größte Herausforderung bei der Auslegung des Werkzeugs war die Einhaltung der Toleranzen hinsichtlich symmetrischem Kontaktwinkel und Oberflächengüte“, erinnert sich Schwamborn. Um wirtschaftlich zu produzieren, legt Neapco zudem Wert auf eine hohe Standzeit. „Anhand unserer fundierten Kenntnisse, die wir über viele Jahre aufgebaut haben, haben wir das Werkzeug genau auf die Anwendung und die Anforderungen von Neapco zugeschnitten“, sagt Schwamborn. Dabei hat MAPAL die Werkzeuggeometrie genau auf die geforderten Werte hinsichtlich Bahnspiel und der Schmiegung der Kugeln, die später zwischen Inner und Outer Race liegen, angepasst.
Optimaler technischer Support
Innerhalb weniger Tage war der Bearbeitungsprozess Anfang des Jahres 2018 komplett eingefahren, die Anforderungen von Neapco wurden dabei komplett erfüllt. Schon nach kürzester Zeit war eine prozesssichere Produktion gewährleistet. „MAPAL leistete optimalen technischen Support und Unterstützung beim Neuanlauf der Produktion“, bestätigt Ahmet Simsek, „für uns ist die partnerschaftliche, offene und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten ungemein wichtig und genau so einen Umgang pflegen wir gemeinsam mit MAPAL.“ Dafür sind neben Klaus Schwamborn auch Anwendungstechniker und Produktspezialisten des Präzisionswerkzeugherstellers häufig vor Ort in Düren. Zudem ist bei Neapco ein Konsignationslager mit den MAPAL Werkzeugen eingerichtet.
Und so verwundert es nicht, dass Neapco zahlreiche weitere MAPAL Werkzeuge in seiner Fertigung einsetzt – vor allem Feinbohrwerkzeuge sowie Bohrer und Fräser aus Vollhartmetall. „Darüber hinaus nutzen wir den Nachschliffservice und schicken unsere Werkzeuge zum Wiederaufbereiten an den Präzisionswerkzeughersteller“, schließt Ahmet Simsek.
Und so verwundert es nicht, dass Neapco zahlreiche weitere MAPAL Werkzeuge in seiner Fertigung einsetzt – vor allem Feinbohrwerkzeuge sowie Bohrer und Fräser aus Vollhartmetall. „Darüber hinaus nutzen wir den Nachschliffservice und schicken unsere Werkzeuge zum Wiederaufbereiten an den Präzisionswerkzeughersteller“, schließt Ahmet Simsek.
