Motor-Gehäuse: gestanzt, tiefgezogen oder CNC-gefräst?

Ein Motor-Gehäuse gehört zu den wenigen Teilen, bei denen die Wand und nicht die Hüllkontur über das Verfahren entscheidet. Derselbe Außendurchmesser von 60 mm kann eine tiefgezogene Schale, eine geformte Abschlusskappe auf einem Rohr oder ein aus dem Vollen gefrästes Gehäuse sein – und diese drei Wege bringen unterschiedliche Werkzeuge, unterschiedliche Wandstärken und ein unterschiedliches Verhalten im Betrieb mit sich.

Wofür jede Route wirklich taugt

• Tiefziehen – eine nahtlose, einteilige Schale mit geschlossenem Boden und ohne Schweißnaht. Das ist die Route für Gehäuse, bei denen Wandstärke, Rundheit der Bohrung und das Fehlen einer Naht die Funktion sind. Beim Tiefziehen wird die Wand zudem kontrolliert dünner, wo das Teil einen abgestuften Außendurchmesser braucht.
• Stanzen und Umformen – gestanzte und geformte Teile, bei denen die Wand flach ist: Abschlusskappen, Deckel, Befestigungsrahmen, Lamellen und Halter. Schnell, bei Stückzahl günstig, und üblicherweise in einem Einzel- oder Folgeschrittwerkzeug gefertigt.
• CNC-Bearbeitung – die Merkmale, die ein Umformteil nicht erzeugen kann: eine gebohrte und gehonte Bohrung, eine Innenstufe, ein Gewinde, eine Dichtfläche oder ein Rundlauf Bohrung zu Stirnfläche, den eine Presse im Umformzustand nicht halten kann.

Wandstärke, Bohrung und Rundlauf: hier trennen sich die drei Routen

Ein tiefgezogenes Gehäuse trägt einen Wandstärkengradienten. Werkstoff, der als Zuschnittdicke beginnt, ist an der Wand dünner als am Boden, und die Abnahme ist am Umfang eines exzentrischen Teils nicht gleichmäßig. Das ist normal und kein Fehler – deshalb muss die Zeichnung eines tiefgezogenen Gehäuses angeben, wo die Wand gemessen wird und welches Minimum an dieser Stelle gilt. Ein zerspantes Gehäuse hat überall eine Nennwand und hält sie über die Steifigkeit der Aufspannung, nicht über das Werkzeugspiel.

• Die Rundheit im Zustand nach dem Ziehen wird von Werkzeug und Werkstoff bestimmt und vor jeder spanenden Operation gemessen. Wenn die Zeichnung nur die Bohrung nach dem Ausbohren festlegt, beschreibt sie nicht das Teil, das die Presse verlässt.
• Der Rundlauf zwischen Außendurchmesser und Bohrung ist das Merkmal, das am häufigsten eine Bearbeitung erzwingt: Ein Stanzteil hält die Lage zwischen zwei geformten Merkmalen, während eine gebohrte Bohrung von einem gedrehten Außendurchmesser aus gesetzt werden kann.
• Die magnetische Leistung hängt von der Wand und vom Werkstoff ab, nicht vom Außendurchmesser allein. Wo das Gehäuse Teil des Magnetkreises ist – Ankerrahmen, Klauenpol, Kurzschlussring – entscheiden Güte und Wand über den magnetischen Weg, und dünne gezogene Wände verändern den Flussverlauf gegenüber einem zerspanten Körper.

Wo die Route kippt: Stückzahl und Werkzeug

Unterhalb von einigen tausend Stück pro Jahr gewinnt die Zerspanung meist automatisch, weil sie kein Werkzeug amortisieren muss und die Geometrie noch geändert werden kann. Oberhalb davon entscheidet die Rechnung, über wie viele Teile das Werkzeug abbezahlt werden muss und wie unempfindlich das Teil gegen Werkzeugverschleiß ist. Ein Einzelstanzwerkzeug wird normalerweise mit 15–30 Kalendertagen ab bestätigter Zeichnung angeboten, ein Folge- oder Transferwerkzeug mit 30–60 Tagen; CNC-Bearbeitung wird mit 7–15 Tagen kalkuliert, Blechfertigung mit 7–30 Tagen. Das sind nur die Anlaufzeiten – die Route, die billiger startet, ist nicht automatisch die Route, die über drei Jahre Produktion billiger ist.

1. Zählen Sie die Operationen des Teils, nicht die Teile. Zwei Stanzoperationen mit Gewindestation sind nur dann günstiger als ein zerspantes Teil, wenn das Gewinde wirklich im Werkzeug geschnitten werden kann und kein Dichtgewinde ist.
2. Rechnen Sie die Bohrung mit. Braucht das Gehäuse eine gebohrte, gehont oder mit Gewinde versehene Bohrung, existiert diese Operation in beiden Routen – außer die Presse kann sie im gezogenen Zustand halten, und ein so enges Toleranzband kann sie meist nicht halten.
3. Kalkulieren Sie den Werkstoff zweimal. Ein tiefgezogenes Gehäuse kauft Bandstahl, ein zerspantes Gehäuse kauft Stabstahl und verwandelt den größten Teil davon in Späne. Die Werkstoffposition verhält sich selten so, wie Einkäufer es erwarten, wenn beide Angebote nebeneinander liegen.
4. Prüfen Sie den Mengenverlauf. Werkzeugkosten fallen einmal an und der Stückpreis sinkt mit der Stückzahl; ein Programm, das bei 2.000 Stück startet und über 50.000 Stück wächst, rechtfertigt deshalb meist ein Werkzeug, auch wenn die erste Bestellung es nicht tut.

Was die Zeichnung festlegen muss, bevor kalkuliert werden kann

• Wo die Wand gemessen wird und welches Minimum an dieser Stelle zulässig ist – nicht eine einzelne Nennwandstärke.
• Ob die Bohrung im gezogenen Zustand funktional ist oder ob die Zeichnung eine bearbeitete Oberfläche erwartet: Oberfläche und Rundlaufband im gefertigten Zustand angeben.
• Die Bezugskette. Ist die funktionale Fläche eine bearbeitete Fläche, sagen Sie das und legen Sie die bearbeitete Fläche als Bezug fest, nicht den Außendurchmesser der Schale.
• Werkstoffgüte und Härtezustand. Ein tiefgezogenes und ein zerspantes Gehäuse laufen selten in derselben Güte, und dieselbe Güte verformt sich in einem anderen Härtezustand anders.
• Oberflächenbehandlung und das Verfahren, das sie aufbringt. Passivieren, Galvanisieren, Phosphatieren, Nasslackieren und das Wärmebehandeln in Losgrößen sind bei uns vergebene Operationen mit eigener Durchlaufzeit und eigenem Prüfnachweis.

Was wir nicht behaupten

• Wir sind nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Unsere Abläufe sind an die Anforderungen von IATF 16949 angelehnt, wir besitzen jedoch kein IATF-16949-Zertifikat und behaupten es auch nicht.
• Wir veröffentlichen keine Ausschussquote und keine Aussage zu null verspäteten Lieferungen; die Konformität wird pro Los dokumentiert und in den Qualitätsroutinen bewertet.
• 0,001 mm wird nur für ausgewählte kritische Bearbeitungsmerkmale zugesagt, wenn Prozess, Geometrie, Werkstoff und Prüfbedingungen es zulassen und die Zeichnung es bestätigt.
• Wärmebehandlung in Losgrößen, Drahterodieren im Langsamschnitt, Passivieren, Elektropolieren, Galvanisieren, Phosphatieren und Nasslackieren sind vergeben. Große Blechteile werden in unserer eigenen Kabine pulverbeschichtet, kleine Teile bei einem Partner auf einer Automatiklinie.
• Startet ein Gehäuse aus einem Guss-, Schmiede-, Kaltstauch- oder Kaltfließpress-Rohteil, wird dieses Rohteil eingekauft und hier durch Zerspanung fertiggestellt; wir sind keine Gießerei und keine Schmiede.

Senden Sie die Zeichnung des Motor-Gehäuses zur Prozessprüfung