Když dosavadní dodavatel odstoupil, zůstala zákazníkovi jen jedna možnost: najít partnera, který ne pouze kopíruje stávající, ale přemýšlí o aplikaci novým způsobem. Pro EMCO Gears, rodinnou firmu s hlubokými kořeny v preciznosti, motorsportu a vysoce technologických oborech, to byl právě ten podnět. Spolu s partnerem na nástroje HORN USA vznikl moderní výrobní přístup pro náročný kuželový převod s neobvyklou geometrií. Konstrukce, design nástrojů, pětiosé obrábění a měřicí technika se přitom bezproblémově prolínají – a ukazují, jak lze dnes vyrábět ozubení efektivně, reprodukovatelně a s budoucí jistotou.
EMCO Gears je rodinný výrobce se dvěma lokalitami: technika a výroba v Elk Grove Village, Illinois, a druhá lokalita v Indianapolisu, Illinois, která podporuje služby v oblasti motorsportu a prodeje. EMCO působí v oblastech motorsportu, obrany, letectví a průmyslu se stejným tématem: vysoce technické díly, kde je výběr materiálu, tepelné zpracování a výrobní strategie stejně důležité jako výkresová dokumentace. Pro tuto aplikaci byla EMCO požádána o výrobu kuželového převodu pro zákazníka, jehož dosavadní dodavatel zastavil výrobu dílů. EMCO souhlasila s podmínkou: převod měl být vyroben moderním přístupem.
Kuželový převod s úhlem 60 stupňů
Sada ozubených kol se používá v sestavě vývodové hřídele. Normálně dochází u kuželových kol k přenosu síly pod úhlem 90 stupňů, ale tento projekt vyžadoval nastavení na 60 stupňů. Tento rozdíl má vliv na geometrii ozubených kol, kontaktní poměr a výrobní proces potřebný k dosažení těchto cílů.
Změny v profilu, v poloze nebo v procesní stabilitě se rychle projevují ve formě hluku, tepla, opotřebení nebo předčasného selhání. Při tak nízké toleranci k chybám je opakovatelnost rozhodující.
Ozubené kolo je vyrobeno z SAE 9310/14NiCrMo 13-4 (1.6657), ocelové slitiny s vysokým obsahem niklu a chrómu, která vykazuje dobré vlastnosti pevnosti a kalitelnosti. Po použití kalení vyvine ozubené kolo kalený povrch, zatímco jádro zůstává houževnaté. To zajišťuje kombinaci povrchové pevnosti a podkladové houževnatosti, která je vhodná pro náročné pracovní cykly.
Za hranice tradičních postupů výroby kuželových kol.
Jakmile je zvolen průměr frézy, může se stát, že vývoj bude omezen vybranou frézou. EMCO sledovalo jiný cíl. Tým chtěl mít svobodu navrhnout požadovaný tvar zubu a poté tento profil vyrobit na pětiosém stroji s nástrojem, který obě strany zubového profilu řeže v jednom průchodu. Vyvinuté řešení je založeno na speciálně navrženém frézovacím nástroji pro kuželová kola, který je určen pro pětiosou strategii EMCO.
„Dříve“, říká Wolfe, „bylo nutné použít čtyři speciální nástroje. Nyní to zvládneme pouze s jedním speciálním nástrojem.“ Realizace proběhla rychle, protože HORN již znal rozhraní vřetena od EMCO na pětiosém stroji DMG. U řezných destiček vycházel HORN z osvědčeného profilu a tento profil modifikoval, aby získal požadovaný řez.
Pracovní postup u EMCO spojuje konstrukci, výrobu a měření. Tým frézuje zubování, kontroluje topografii pomocí Zeiss-CMM a aktualizuje program podle potřeby. Výhodou je, že rozměrové úpravy zubování mohou být provedeny bez výměny nástroje.
Od 8 hodin na 15 minut
Před použitím frézy HORN se šikmé zuby vyráběly s malými stopkovými frézami a konzervativními řeznými parametry, přičemž zpracování jednoho ozubeného kola trvalo přibližně 8 hodin strojního času. S novým postupem trvá frézování zubů pouze asi 15 minut, následované měřeními a případnými potřebnými aktualizacemi programu. Wolfe zdůrazňuje, že realizace realistických počátečních parametrů je klíčová. Popisuje doporučené řezné údaje od HORN jako praktické a přesné, což podporuje stabilní výrobu.
Systém nárazových klínů v akci
Kromě kuželového ozubení se EMCO zaměřila na frézování drážek. Aby zajistila nepřetržitý tok, integrovala EMCO proces frézování drážek pomocí systému HORN N117 do soustruhu. Wolfe nový proces popisuje takto: „Místo čekání na dávku jsou díly s rovnoměrnějším průběhem přesměrovány z obrábění do následujících pracovních kroků. Používá se zde speciální řezná destička. EMCO si přála speciální rádiusy rohů pro větší pevnost a HORN odpovídajícím způsobem přizpůsobil řezný profil.“
Jak Wolfe, tak Bruce Williams, manažer produktového vývoje ve společnosti EMCO, popisují spolupráci s HORN jako orientovanou na řešení a rychlou v reakcích. Wolfe poukazuje na rychlý přístup od obchodního kontaktu k technické podpoře, což pomohlo rychle vyjasnit otázky a detaily návrhu nástroje. Williams vysvětlil, že EMCO může definovat, jak má být díl zpracován, avšak výhodou je mít partnera v oblasti nástrojů, který tuto potřebu dokáže převést do včasného a použitelného řešení. Výsledkem je jasná konkurenční výhoda, protože EMCO může hotový produkt uvést na trh rychleji.
Pozitivní výsledek
Díky kombinaci pětiosého obrábění, topografického měření založeného na Zeiss, měření povrchu a produktového portfolia HORN vyvinul EMCO proces pro kuželová kola, který byl rychleji vyvinut, snadněji provozovatelný a lépe přizpůsoben skutečným výrobním požadavkům. Pro EMCO to znamená zlepšené kontaktní podmínky, tišší provoz, delší životnost a jednodušší výrobu při současném dodržení nákladových cílů na měnícím se trhu.
Extra: EMCO převody
EMCO Gears byla založena v roce 1934 v Chicagu. Wolfe si vzpomíná na začátky, kdy společnost začínala s jednoduchými sériově vyráběnými ozubenými koly a nakonec přešla k vysoce přesným zakázkám v oblasti obrany. V motorsportu se role společnosti rozšířila od výroby až po návrh převodovek a systémů. Dnes EMCO uplatňuje stejný přístup k řešení problémů také v oblastech obrany, letectví a průmyslu.
Kontakt:
