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Maßgefertigter geschmiedeter Hohlring für einen französischen Hersteller von Hydraulikausrüstung

Projektübersicht

Der Kunde ist ein französischer Hersteller von Hydraulikausrüstung, der einen großen, maßgefertigten Hohlring für Maschinen im Formenbau benötigt.

Technische Zeichnung eines geschmiedeten Hohlrings

In der ursprünglichen Konstruktion war der Werkstoff CuSn12 vorgesehen. Da das Bauteil im Vergleich zu seinem Gesamtdurchmesser relativ dünnwandig war, waren die Bearbeitungsstabilität und die Verformungskontrolle entscheidend für die Einhaltung der geforderten Maße und Oberflächenqualität.

Zu den Projektanforderungen gehörten:

Die Herausforderung des Projekts:

Die größte Herausforderung bestand darin, die Maßhaltigkeit während der Bearbeitung zu gewährleisten und gleichzeitig zu prüfen, ob das ursprünglich vorgesehene Material für die konkrete Anwendung tatsächlich erforderlich war.

Projekt-Herausforderung

Herausforderung 1: Verformungskontrolle bei einem 25 mm dünnwandigen Ring

Große Hohlringe mit relativ dünnen Wänden weisen während der Bearbeitung eine begrenzte strukturelle Steifigkeit auf. Für dieses Projekt forderte der Kunde kritische Maße innerhalb von ±0,1 mm bei gleichzeitiger Einhaltung einer Oberflächenrauheit von Ra 3,2 μm oder besser.

Ungleichmäßige Spannkräfte oder übermäßiger Materialabtrag können folgende Folgen haben:

Unsere Lösung: Kontrollierte Bearbeitung für die Stabilität dünnwandiger Bauteile

Präzisionsbearbeitung eines dünnwandigen geschmiedeten Hohlrings

Die Bearbeitungsreihenfolge wurde speziell auf die dünnwandige Geometrie des Hohlrings abgestimmt.

Durch die Steuerung der Bearbeitungsreihenfolge und die Verringerung ungleichmäßiger Spannungsabbauprozesse konnten Verformungen während der Endbearbeitung minimiert werden.

Herausforderung 2: Senkung der Materialkosten ohne Leistungseinbußen

Im Rahmen der technischen Begutachtung erörterte das Team mit dem Kunden die tatsächlichen Betriebsbedingungen des Bauteils.

Es wurde bestätigt, dass der Hohlring in einer Formanlage zum Einsatz kommen würde, wobei das ursprünglich spezifizierte Material CuSn12 für die erforderliche mechanische Funktion nicht unbedingt die wirtschaftlichste Wahl darstellte.

CuSn12 machte aufgrund des hohen Stückgewichts von etwa 607 kg einen erheblichen Teil der Gesamtprojektkosten aus.

Unsere Lösung: Materialoptimierung von CuSn12 auf AISI 4140

Optimierung der Materialkosten eines geschmiedeten Rings

Ausgehend von der konkreten Anwendung wurde legierter Stahl der Sorte AISI 4140 als alternatives Material vorgeschlagen.

Laut dem Materialkostenvergleich des Projekts betrugen die Kosten für AISI 4140 etwa ein Zehntel der Kosten für CuSn12, was bei einem Bauteil mit einem Gewicht von mehr als 600 kg zu erheblichen Einsparungen führte.

Nach Prüfung der technischen Empfehlung genehmigte der Kunde den Materialwechsel.

Projektergebnisse

Das Ergebnis: Die erforderliche Genauigkeit bei erheblichen Kosteneinsparungen

Verpackung eines geschmiedeten Hohlrings aus AISI 4140

Der fertige Hohlring erfüllte die Anforderungen des Kunden hinsichtlich Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität und ermöglichte gleichzeitig eine erhebliche Senkung der Gesamtmaterialkosten.

Durch die Kombination der Steuerung der Dünnwandbearbeitung mit einer anwendungsbezogenen Materialoptimierung gelang es im Rahmen des Projekts, sowohl die erforderliche Fertigungsgenauigkeit als auch eine wirtschaftlichere Produktionslösung zu erzielen.

Das Ergebnis half dem französischen Kunden, die Baute ilkosten zu senken, ohne dabei Abstriche bei der für seine Anlagen erforderlichen mechanischen Leistungsfähigkeit zu machen.

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