Gdy dotychczasowy dostawca zrezygnował, klientowi pozostała tylko jedna opcja: znaleźć partnera, który nie tylko skopiuje istniejące rozwiązania, ale na nowo przemyśli zastosowanie. Dla EMCO Gears, rodzinnej firmy z głębokimi korzeniami w precyzji, wyścigach i wysokich technologiach, było to dokładnie to, co ich zmotywowało. Wspólnie z partnerem narzędziowym HORN USA powstało nowoczesne podejście do produkcji wymagającego zestawu stożkowych kół zębatych o nietypowej geometrii. Konstrukcja, projektowanie narzędzi, pięcioosiowe przetwarzanie i technika pomiarowa współdziałają ze sobą w sposób płynny – i pokazują, jak dzisiaj można efektywnie, powtarzalnie i przyszłościowo produkować zębatki.
EMCO Gears to rodzinna firma z dwoma lokalizacjami: technika i produkcja w Elk Grove Village w Illinois oraz druga lokalizacja w Indianapolis w Illinois, która wspiera usługi wyścigowe i sprzedaż. EMCO działa w obszarach wyścigów, obronności, lotnictwa i astronautyki oraz przemysłu, koncentrując się na tym samym temacie: wysoko zaawansowanych technicznie częściach, w których wybór materiału, obróbka cieplna i strategia produkcji są równie ważne jak wzór rysunku. W tej aplikacji EMCO poproszono o wyprodukowanie zestawu kół zębatych stożkowych dla klienta, którego dotychczasowy dostawca zaprzestał produkcji części. EMCO zgodziło się na to pod jednym warunkiem: zestaw zębaty miał być wyprodukowany z nowoczesnym podejściem.
Zestaw kół stożkowych o kącie 60 stopni
Zestaw zębaty jest używany w zespole wału odbioru mocy. Normalnie w zastosowaniach zębatek stożkowych przeniesienie siły odbywa się pod kątem 90 stopni, ale ten projekt wymagał ustawienia pod kątem 60 stopni. Ta różnica wpływa na geometrię zębatki, stosunek kontaktu oraz odpowiedni proces produkcji wymagany zgodnie z tymi celami.
Zmiany w profilu, pozycji lub stabilności procesu szybko objawiają się w postaci hałasu, ciepła, zużycia lub przedwczesnej awarii. Przy tak niskiej tolerancji błędów powtarzalność ma kluczowe znaczenie.
Zębatka jest wykonana z SAE 9310/14NiCrMo 13-4 (1.6657), stopu stali o wysokiej zawartości niklu i chromu, który charakteryzuje się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi i hartownymi. Po utwardzaniu powierzchniowym zębatka rozwija utwardzoną powierzchnię, podczas gdy rdzeń pozostaje bardziej ciągliwy. Zapewnia to połączenie twardości powierzchni i leżącej poniżej ciągliwości, co sprawia, że nadaje się do wymagających cykli pracy.
Poza granice tradycyjnych metod obróbki stożkowej.
Gdy średnica frezarki zostanie wybrana, może się zdarzyć, że rozwój będzie ograniczony przez wybraną frezarkę. EMCO miało inny cel. Zespół chciał mieć swobodę w projektowaniu potrzebnego kształtu zęba, a następnie wytworzyć ten profil na maszynie pięcioosiowej za pomocą narzędzia, które tnie obie strony profilu zęba w jednym przejściu. Opracowane rozwiązanie opiera się na specjalnie zaprojektowanym narzędziu frezarskim do kół stożkowych, stworzonym z myślą o strategii pięcioosiowej EMCO.
„Kiedyś“, mówi Wolfe, „należało używać czterech specjalnych narzędzi. Teraz osiągamy to za pomocą tylko jednego narzędzia specjalnego.“ Wdrożenie przebiegło szybko, ponieważ HORN już znał interfejs wrzeciona EMCO na pięcioosiowej maszynie DMG. W przypadku wkładek skrawających HORN oparł się na sprawdzonej formie profilu i zmodyfikował ten profil, aby uzyskać wymagane ostrze.
Przebieg pracy w EMCO łączy konstrukcję, produkcję i pomiar. Zespół frezuje zębatkę, sprawdza topografię za pomocą CMM Zeissa i aktualizuje program w razie potrzeby. Korzyścią jest to, że zmiany wymiarowe zębatki można wprowadzać bez zmiany narzędzia.
Od 8 godzin do 15 minut
Zanim frez HORN został użyty, zęby skośne były wytwarzane za pomocą małych frezów trzpieniowych i konserwatywnych parametrów skrawania, przy czym obróbka pojedynczego koła zębatego zajmowała około 8 godzin czasu maszynowego. Dzięki nowej metodzie frezowanie zębów trwa teraz tylko około 15 minut, po czym następują pomiary i ewentualne aktualizacje programu. Wolfe podkreśla, że wdrożenie realistycznych parametrów początkowych jest kluczowe. Opisuje zalecane przez HORN dane skrawania jako praktyczne i dokładne, co wspiera stabilną produkcję.
System uderzeń w użyciu
Oprócz zębatki stożkowej, EMCO skoncentrowało się na frezowaniu rowków. Aby zapewnić ciągły przepływ, EMCO zintegrowało proces frezowania rowków za pomocą systemu HORN N117 w obrabiarkę tokarską. Wolfe opisuje nowy proces w następujący sposób: „Zamiast czekać na partię, części są przekazywane z bardziej równomiernym przebiegiem z toczenia do kolejnych kroków roboczych. Używana jest tutaj specjalna płytka skrawająca. EMCO życzyło sobie specjalnych promieni narożników dla większej wytrzymałości, a HORN dostosował profil skrawania odpowiednio.”
Zarówno Wolfe, jak i Bruce Williams, menedżer ds. rozwoju produktu w EMCO, opisują współpracę z HORN jako zorientowaną na rozwiązania i szybką w reakcjach. Wolfe wskazuje na szybki dostęp od kontaktu sprzedażowego do wsparcia technicznego, co pomogło szybko wyjaśnić pytania i szczegóły dotyczące projektu narzędzia. Williams wyjaśnił, że EMCO może określić, jak część powinna być obrabiana, jednak przewaga polega na posiadaniu partnera narzędziowego, który może zrealizować tę potrzebę w terminowej i użytecznej formie. Efektem jest wyraźna przewaga konkurencyjna, ponieważ EMCO może szybciej wprowadzić gotowy produkt na rynek.
Pozytywny wynik
Dzięki połączeniu pięcioosiowej produkcji, pomiarów topograficznych opartych na Zeiss, pomiarów powierzchni oraz portfolio produktów HORN, EMCO opracowało proces dla kół stożkowych, który był szybszy w rozwoju, łatwiejszy w obsłudze i lepiej dostosowany do rzeczywistych wymagań produkcyjnych. Dla EMCO oznacza to poprawione warunki kontaktowe, cichszą pracę, dłuższą żywotność oraz łatwiejszą produkcję przy jednoczesnym przestrzeganiu celów kosztowych na zmieniającym się rynku.
Extra: EMCO Przekładnie
EMCO Gears została założona w 1934 roku w Chicago. Wolfe wspomina początki, kiedy firma zaczynała od prostych, seryjnie produkowanych zębatek, a ostatecznie przeszła do wysoko precyzyjnych zamówień obronnych. W wyścigach rola firmy rozszerzyła się od produkcji po projektowanie przekładni i systemów. Dziś EMCO stosuje ten sam sposób rozwiązywania problemów również w obszarach obrony, lotnictwa i przemysłu.
Kontakt:
