Orodje, naprava

EMCO Gears v Illinoisu je s partnerjem za orodja HORN USA razvila sodoben proizvodni pristop za zahtevno konično zobato kolo s posebno geometrijo.

65
Posebej razvita rešitev orodja za petosno strategijo EMCO za konične zobnike. Vir: HORN/Win

Ko je prejšnji dobavitelj odstopil, je stranki ostala le ena možnost: najti partnerja, ki ne le kopira obstoječe, temveč ponovno premisli aplikacijo. Za EMCO Gears, družinsko podjetje z globokimi koreninami v natančnosti, dirkalni šport in visoki tehnologiji, je to bila prava spodbuda. Skupaj s partnerjem za orodja HORN USA je nastal sodoben pristop k proizvodnji zahtevnega koničnega zobnika z nenavadno geometrijo. Konstrukcija, oblikovanje orodja, petosna obdelava in merilna tehnika se brezhibno prepletajo - in kažejo, kako se danes lahko zobniki učinkovito, ponovljivo in prihodnostno varno proizvajajo.

EMCO Gears je družinsko vodeni proizvajalec z dvema lokacijama: tehnika in proizvodnja v Elk Grove Village, Illinois, ter druga lokacija v Indianapolisu, Illinois, ki podpira dirkalne storitve in prodajo. EMCO deluje na področju dirkalnega športa, obrambe, letalstva in industrije z isto temo: visoko tehnološki deli, pri katerih sta izbira materiala, toplotna obdelava in proizvodna strategija prav tako pomembna kot risba. Za to aplikacijo je bila EMCO zaprošena, da proizvede konični zobnik za stranko, katere prejšnji dobavitelj je prenehal s proizvodnjo delov. EMCO se je pod enim pogojem strinjala: zobni sklop naj se proizvaja s sodobnim pristopom.

60-stopinjski PTO konični zobnik za vojaško terensko vozilo. Vir: HORN/Win

Konični zobnik s 60 stopinjami

Zobni sklop se uporablja v sklopu gredi. Običajno pri koničnih zobnikih poteka prenos moči pod kotom 90 stopinj, vendar je ta projekt zahteval nastavitev na 60 stopinj. Ta razlika vpliva na geometrijo zobnikov, razmerje stika in ustrezen proizvodni proces, ki je potreben za te cilje.

Spremembe v profilu, položaju ali stabilnosti procesa se hitro pokažejo v obliki hrupa, toplote, obrabe ali prezgodnjega okvare. Pri tako majhni toleranci napak je ponovljivost ključnega pomena.

Zobnik je izdelan iz SAE 9310/14NiCrMo 13-4 (1.6657), jeklene zlitine z visoko vsebnostjo niklja in kroma, ki ima dobre lastnosti trdnosti in trdote. Po uporabi se zobnik razvije v kaljeno površino, medtem ko jedro ostane žilavo. To zagotavlja kombinacijo površinske trdnosti in podložne žilavosti, ki je primerna za zahtevne delovne cikle.

Onkraj meja tradicionalnih koničnih zobniških postopkov

Premer 3,5 palca z 12 pozicijami za uporabo; prilagojeni rezalni ploščki za obliko zob EMCO. Vir: HORN/Win

Ko je premer rezalnika izbran, se lahko zgodi, da razvoj omejuje izbrani rezalnik. EMCO je zasledoval drugačen cilj. Ekipa je želela imeti svobodo, da oblikuje potrebno obliko zob in nato to obliko na petosni napravi izdela z orodjem, ki reže obe strani zobnega profila v enem prehodu. Razvita rešitev temelji na posebej zasnovanem rezalnem orodju za konične zobnike za petosno strategijo EMCO.

"V preteklosti", pravi Wolfe, "je bilo treba uporabiti štiri specializirana orodja. Zdaj to dosežemo z le enim posebnim orodjem." Izvedba je potekala hitro, saj je HORN že poznal vmesnik vretena EMCO na DMG petosni napravi. Pri rezalnih ploščah je HORN izhajal iz preizkušenega profila in ga prilagodil, da je dobil potrebno rezilo.

Delovni postopek pri EMCO povezuje konstrukcijo, proizvodnjo in merjenje. Ekipa obdeluje zobniški profil, preverja topografijo z Zeiss-CMM in po potrebi posodobi program. Prednost tega je, da se lahko prilagoditve zobniškega profila opravijo brez menjave orodja.

Od 8 ur do 15 minut

Povratne informacije o topografiji omogočajo hitro izpopolnitev stika. Vir: HORN/Win

Preden je bil uporabljen HORN-ov rezalnik, so se konični zobniki obdelovali z majhnimi rezalniki in konzervativnimi parametri rezanja, pri čemer je obdelava enega zobnika trajala približno 8 ur strojnega časa. Z novim postopkom traja obdelava zobov le še približno 15 minut, sledijo meritve in morebitne potrebne posodobitve programa. Wolfe poudarja, da je izvedba odvisna od realnih začetnih parametrov. Opisuje podatke o rezanju, ki jih priporoča HORN, kot praktične in natančne, kar podpira stabilno proizvodnjo.

Sistem za utore v uporabi

Poleg koničnega zobničenja se je EMCO osredotočil na utore. Da bi zagotovili neprekinjen pretok, je EMCO integriral postopek utorov s pomočjo HORN sistema N117 v stružnico. Wolfe opisuje nov postopek takole: "Namesto da bi čakali na serijo, se deli z bolj enakomernim tokom prenašajo iz struženja v naslednje delovne korake. Uporablja se posebno rezalno ploščo. EMCO si je želel posebne radije robov za večjo trdnost, HORN pa je ustrezno prilagodil rezalni profil."
Tako Wolfe kot Bruce Williams, vodja razvoja izdelkov pri EMCO, opisujeta sodelovanje s HORN kot usmerjeno k rešitvam in odzivno. Wolfe opozarja na hiter dostop od stika s prodajo do tehnične podpore, kar je pomagalo hitro razjasniti vprašanja in podrobnosti o oblikovanju orodja. Williams je pojasnil, da lahko EMCO definira, kako naj se del obdeluje, vendar je prednost imeti partnerja za orodja, ki lahko to potrebo pretvori v pravočasno in uporabno rešitev. Rezultat je jasna konkurenčna prednost, saj lahko EMCO končni izdelek hitreje pripelje na trg.

Pozitiven rezultat

S kombinacijo petosne proizvodnje, merjenja topografije na osnovi Zeiss, merjenja površine in portfelja izdelkov HORN je EMCO razvila postopek za konične zobnike, ki je bil hitreje razvit, lažje obvladljiv in bolje prilagojen dejanskim proizvodnim zahtevam. Za EMCO to pomeni izboljšane kontaktne pogoje, tišje delovanje, daljšo življenjsko dobo in lažjo proizvodnjo ob hkratnem spoštovanju stroškovnih ciljev v spreminjajočem se trgu.

Ekstra: EMCO Gears

EMCO Gears je bilo ustanovljeno leta 1934 v Chicagu. Wolfe se spominja začetkov, ko je podjetje začelo z enostavnimi, serijsko izdelanimi zobniki in končno prešlo na visoko natančne obrambe. V dirkalnem športu se je vloga podjetja razširila od proizvodnje do oblikovanja menjalnikov in sistemov. Danes EMCO uporablja isti pristop k reševanju težav tudi na področju obrambe, letalstva in industrije.

Kontakt:

www.horn-group.com