Forgattyús tengely gyártás az Audi Hungariánál: technológia és minőség

Az Audi Hungaria Motor Kft. győri székhelyén több ezer alkalmazott dolgozik azon, hogy az Audi és a Volkswagen szinte valamennyi típusához motorokat állítsanak elő. Itt készül többek között az Audi TT modell is. 2006-ban például több mint 23 ezer jármű és majdnem kétmillió motor hagyta el a gyárat, amivel az Audi Magyarország második legnagyobb exportőre lett.

A Ceratizit szerepe a forgattyús tengelyek megmunkálásában

A forgattyús tengelyek megmunkálásánál az autóipari vállalat a luxemburgi székhelyű keményfémszakértő Ceratizit technikájára és tapasztalataira hagyatkozik. Az Audi hét különböző típusú Ceratizit váltólapkát használ fel a forgattyús tengely megmunkálásához. Ezek a váltólapkák különleges megoldások, amelyeket a Ceratizit a GFM gépgyártóval együtt fejlesztett ki.

A pontosság fontossága

A megmunkáláshoz a legnagyobb pontosság szükséges, mivel a forgattyús tengely a motor lényeges alkotórésze. Ez az alkatrész a létrehozott lineáris mozgást alakítja át forgómozgássá, és óriási igénybevételnek van kitéve. Győrben hat különböző forgattyús tengelyt gyártanak.

A forgattyús tengelyek kovácsolt acélként érkeznek a gyárba. Megmunkálás előtt például a 3.0 TDI motorhoz való forgattyús tengely 26 kilót nyom, megmunkálás után pedig még mindig jó 18 kg-ot mutat a mérleg. A gyártás kétharmada a 3.0 TDI motorral kapcsolatos, amelynek tengelyét 42CrMoS4 alapanyagból állítják elő.

AUDI A6 3.0TDI KICSIT MESÈLEK A SEMMIRŐL.....

A nyersanyag kihívásai

A tengely előzetes megmunkálása nehéz feladat, mivel nagy szilárdságú anyagról van szó, amely a képlékeny megmunkálás határán van. A kemény kovácsoltvas kéreg szabályszerűen „megeszi” a szerszámokat. A nyers tengely alakja eltér a körköröstől, a szerkezete különböző helyeken eltérő tulajdonságokkal rendelkezik, és a felület nem homogén. Ez a vágólapka számára durva és egyenetlen terhelést jelent.

Audi felni választás: Ramses 18

Váltólapkák az előzetes megmunkálásban

Az előzetes megmunkáláskor (a fő tengelycsapágy és a forgattyúcsapágy előmarásánál) a váltólapkák be vannak építve egy örvénylő menetvágóba vagy tárcsamaróba. Mintegy 250 forgattyús tengely után a váltólapkákat a maróban meg kell fordítani.

Folyamatos optimalizálás a Ceratizittel

A zökkenőmentes gyártás érdekében négy éve együtt dolgoznak a Ceratizittel, és minden új fejlesztésnél pontosan követik, hogy min javítottak a keményfémek szakértői. A Ceratizitnál álladó optimalizálás folyik, hiszen versenyhelyzetben a leállás elkerülése alapvető szempont. A megrendelő minden évben újból pályáztatja a szerszámellátást, és minden évben új tesztelési eljárásokat hajtanak végre: ezeken a Ceratizit négy éve sikerrel szerepel.

A gyártási idő

Arra a kérdésre, hogy meddig tart egy forgattyús tengely megmunkálása, a V6 gyártmányszegmens munkatársa, Janó László szerint többféle megközelítésben adható válasz. Kijelenthető, hogy minden 49. másodpercben a sor végén lejön egy forgattyús tengely. Ez a sor ütemideje. Az átfutási idő, beleértve a pufferelést (5700 közbenső alkatrészpuffer van soronként) napi 1400 alkatrész esetén mintegy hat nap.

A szerszámoknak kiemelten fontos szerep jut ezen a gyártósoron, mert az itt felépített sor igen összetett és rugalmas. Egy ilyen sor összeállítása például háromszor annyi beruházást igényel, mint a hengerfejek előállításra szolgáló soré. Ebben az összetett megmunkálási eljárásban a folyamat biztonságának kimagaslónak kell lennie. Az automatizált megmunkálási láncban az éltartamoknak azonosan magas szinten kell maradniuk. A költségek 65 százaléka szerszámköltség.

Minőségellenőrzés és tartósság

A forgattyús tengelynél a tűréshatárok rendkívül szűkek. Az egész sor erre van beállítva, és folyamatos az optimalizálás. A minőség-ellenőrzés úgyszintén igen intenzív. A 3.0 TDI motornál százszázalékos a repedésvizsgálat. Janó számára a végtermék minősége a fontosabb, nem a selejtarány. Négy év alatt csak két forgattyús tengelyt kellett visszadobni, ekkor is anyaghibáról volt szó, nem megmunkálási hibáról.

Részletes összehasonlító teszt: Audi Q7 és Mercedes GLS

Mennyit bír ki egy forgattyús tengely?

A szakember szerint a forgattyús tengelynek háromszor annyit kell kibírnia, mint amennyit a motortól megkövetelünk.

A forgattyús tengely marásának technikája

Nagy forgácsolási sebesség (260 m/percig)
A marókerekek átmérője 350-750 mm között
Száraz megmunkálás, amely az élanyagok jelentős hőmérsékleti terhelését okozza
A marókerekek nagy fogszáma (40-től 200 fogig)
A főtengelycsapok és a forgattyús csapok megmunkálása két marókerékkel egyszerre történik
A forgattyús tengely hosszúsága és viszonylag kis átmérője miatt a megmunkálás stabilitása csekély

Követelmények a Ceratizit váltólapkáival szemben

Nagy ellenálló képesség sokkszerű hőhatással szemben
Az élanyag azonos szinten maradó minősége, ezáltal folyamatbiztonság a felhasználónál
Hosszú éltartam, így alacsonyabb szerszámcsereköltségek
Sima felület, ezáltal kisebb súrlódási hő és kopás

A forgattyús tengelynél alkalmazott szerszámok a kisebb igénybevételű motoroknál öntött szerkezeti anyagok, a jobban igénybevett motoroknál, illetve súlycsökkentési céllal ötvözött acélok (Cr, Ni, Mo) nagyobb tartós szilárdsággal. A Ceratizit váltólapkájának legfontosabb tulajdonsága, hogy geometriáját nagyrészt a forgattyús tengely körvonala, a felhasznált élanyagot és az élgeometriát pedig a lapkagyártó határozza meg.

A gyártási folyamat lépései

Méretre vágás és centrírozás
A főcsapágycsap és a forgattyúcsap belső és külső profilmarása
A főcsapágy csapjának és a végek esztergálása
Sorjátlanítás
Keményfém-mélylyukfúrás

Összefoglaló táblázat

Jellemző	Érték/Leírás
Gyártó	Audi Hungaria Motor Kft.
Alapanyag	42CrMoS4 (3.0 TDI)
Váltólapka szállító	Ceratizit
Gyártási idő (sor ütemideje)	49 másodperc/tengely
Napi gyártási kapacitás	1400 alkatrész
Minőségellenőrzés	100%-os repedésvizsgálat (3.0 TDI)