Ekonomik Dişli Üretiminde Per Skiving

INGERSOLL WERKZEUGE GMBH, ALZMETALL GmbH & Co. KG'de dişli üretiminde frezeleme (Skiving) için yeni geliştirilmiş bir sert metal alet ile belirgin bir verimlilik artışı sağladı.

125
INGERSOLL'un Skiving aracı ile yapılan frezeleme, yüksek yüzey kalitesi ve DIN3962'ye göre 7. kalite diş profili sunmaktadır. ©Ingersoll

Makine üreticisi ALZMETALL, parçalarını büyük ölçüde kendi makinelerinde üretmektedir. Dişli üretimi de tekrar kendi fabrikasına alınmıştır. Optimizasyonu, Heidenhain kontrolü tarafından desteklenen frezeleme (Skiving) sağlamaktadır. INGERSOLL WERKZEUGE GMBH, yedi farklı parçanın ekonomik olarak üretilebilmesi için bir karbür alet geliştirmiştir.

Altenmarkt/Alz'da bulunan ALZMETALL GmbH & Co. KG, yaklaşık 300 çalışanı olan orta ölçekli bir şirkettir ve 80 yıllık tarih boyunca sürekli olarak gelişmiştir. Başlangıçta, gri ve sfero döküm için bir demir dökümhane ve matkap makineleri üretimi vardı. Kendi dökümhanesi, ALZMETALL için makine mühendisliği açısından önemli bir gerekliliktir. Üretimde esneklik sağlar ve başlangıç malzemesinin sürekli iyi kalitesini garanti eder. Ancak, kendi ihtiyaçları için dökümhane kârlı değildir. Dökülen malzemenin %90'ı, ALZMETALL'da parçalar ürettiren dış müşterilere yönlendirilmiştir.

Matkap makineleri için üretici, basit analog masa matkaplarından dijital kontrol ile Heavy Duty endüstriyel matkap makinelerine kadar geniş bir portföy sunmaktadır. 1970'lerde ALZMETALL, matkap makineleri için otomatik alet değiştirme imkanı sunan Abomat'ı piyasaya sürdü ve daha sonra CNC kontrol ile donatıldı. Bu ürün, CNC işleme merkezlerinin üretimi için yolu açtı.

Ludwig Buchner, Heidenhain uygulama teknolojisi ürün yöneticisi, Skiving döngüsü ile dişlilerin nasıl kolayca üretilebileceğini açıklamaktadır. ©Ingersoll

2001 yılında G 800 tanıtıldı, bu bir Gantry yapısında beş eksenli işleme merkezidir ve ilk kez tork motorları döner ve eğilme eksenlerinde kullanıldı. Makineler o zamandan beri geliştirildi ve yüksek dinamikleri ile 600 ile 1.400 mm parça boyutları arasında parçaların sürekli eşzamanlı işlenmesini sağlamaktadır. 2006 yılında, saf freze işleme merkezlerinin freze-dönme işleme merkezlerine teknik olarak geliştirilmesi bir başka önemli gelişmeydi. Bu makine nesli, delme, frezeleme ve dönme işlemlerinin tek bir kurulumda gerçekleştirilmesine olanak tanıdı. Daha sonra, taşlama sürecinin genişletilmesi eklendi.

Eşsiz termal yönetim

ALZMETALL'in CNC makinelerinin güçlü yönleri, sağlam yapıları ve yüksek sertlikleridir. Müşterilerin parçaların üretimindeki hassasiyeti, Georg Buchner, CNC Uygulama Mühendisi tarafından açıklandığı gibi, özel bir termal yönetim ile sağlanmaktadır: "Makineyi alet merkezi noktasından termal simetrik olarak inşa ediyoruz. Alet ucundan yukarıya doğru eşit bir şekilde inşa ediliyor. Isı akışı sırasında bu alet merkezi noktası sabit kalıyor ve X ve Y yönünde kompensasyon olmadan istenen hassasiyeti elde ediyoruz, bu da bizi birçok diğer üreticiden ayırıyor."

Son derece yüksek üretim derinliği ve esnekliği ile klasik bir orta ölçekli makine üreticisi olarak ALZMETALL, geniş bir donanım varyasyonuna ve dolayısıyla müşterilerin taleplerine çok özel bir şekilde yanıt verme yeteneğine sahiptir. Şirket dünya çapında aktiftir ve çok çeşitli sektörlere hizmet vermektedir. Trend, yüksek kaliteli makineler yönündedir. Artık işleme merkezleri, şirket için en büyük gelir kaynağı haline gelmiştir. Sayısal olarak, ALZMETALL her yıl yaklaşık 1.600 adet ürettiği matkap makineleri, makine aletleri iş kolunun gelirine katkıda bulunmaktadır.

ALZMETALL GS 800/5-FDT'de frezeleme için düzenleme: Üstte alet, altta parça. ©Ingersoll

ALZMETALL, makinelerini yalnızca kendi bünyesinde geliştirmekte ve tasarlamaktadır, bu da üretim derinliği ile birlikte makine üreticileri arasında bir ayırt edici özellik oluşturmaktadır. Kendi işleme merkezleri, üretimin temelini oluşturmaktadır. Dişlilerin üretimi yaklaşık on yıl önce dışarıya verilmiştir. Farklı boyutlarda her matkap makinesi için güç aktarımı ve kontrol için gereklidir. Ancak ALZMETALL, dış üretimden sürdürülebilir bir şekilde memnun kalmamıştır: Çok pahalı olduğu düşünülmüş, uzun teslim süreleri yaratmış ve kalite de tatmin edici olmamıştır.

Skiving döngüsü ile kontrol

Dişli üretiminin tekrar kendi fabrikasına alınmasına karar verildiğinde, önceki üretim yöntemine geri dönülmeyeceği hemen belli oldu, çünkü mevcut eski makinelerde üretim, 300 ile 400 parça arasında ekonomik olmayacaktı. ALZMETALL, ideal çözümü bulmakta uzun sürmedi, çünkü üretimde zaten Heidenhain kontrolü TNC 640 ile donatılmış bir freze-dönme işleme merkezi GS 800/5-FDT kullanılmaktaydı. Bu kontrolün avantajı, üzerinde zaten bir Skiving döngüsünün mevcut olması ve bu döngünün etkin frezeleme için sadece etkinleştirilmesi gerektiğidir. Makine, sağlam yapısı, kinematik hassasiyeti ve 1.100 devir/dk hızındaki C ekseni döner tablası ile frezeleme için en iyi koşulları sunmaktadır.

"Mili senkronize etmek için kontrolün işlevselliğine ihtiyaç var," diyor Ludwig Buchner, Heidenhain uygulama teknolojisi ürün yöneticisi. "Eksenlerin hareket ettirilmesi gereken hareketler, kontrolün ana yetkinliğidir ve tüm kontrol mühendisliği bilgisi burada mevcuttur. Sonuçta, kullanıcının girdilerini eksen hareketlerine dönüştüren standart döngü her makinede aynı görünmektedir." Heidenhain, kontrolünün tüm seçenekleri için olduğu gibi, Skiving için de 90 günlük bir deneme süresi sunmaktadır. ALZMETALL de döngü satın alınmadan önce bu imkandan yararlanmıştır.

INGERSOLL'un Skiving aracı ile yapılan frezeleme, yüksek yüzey kalitesi ve DIN3962'ye göre 7. kalite diş profili sunmaktadır. ©Ingersoll

GS 800/5-FDT birkaç yıldır kullanılmakta olduğundan, ilk olarak yazılım güncellenmiştir, bu da Ludwig Buchner tarafından önemli olarak değerlendirilmektedir: "Bu standart döngüleri altı yıldan fazla bir süredir seçenek olarak sunuyoruz. Bu süre zarfında Skiving döngüsü sürekli olarak optimize edilmiştir, böylece mil senkronizasyonu iyileştirilmiş ve yüzey kalitesi artırılmıştır."

Yedi dişli için bir alet

Frezeleme için kullanılan aletler, esasen ilgili parçalar için özel aletlerdir. ALZMETALL için, farklı matkap makineleri için yedi farklı dişlinin üretilmesi söz konusuydu.

ALZMETALL için üç alet üreticisi dar bir seçimle geldi. INGERSOLL, bu rekabette bir neden ile öne çıktı.

Rakipler üç veya dört farklı alet sunarken, INGERSOLL skiving aletini öyle tasarladı ki bu aletle yedi parça işlenebiliyor – ve bunun için de mutlak bir işlevsellik garantisi veriyor. ALZMETALL için bu, en ekonomik çözüm oldu, bu nedenle Haiger'deki alet üreticisi için karar sadece fiyata değil, aynı zamanda teknolojiye de dayanıyordu. "Tek bir aletle yedi bileşen üretebilmek, belirli bir çekiciliğe sahip" diye değerlendiriyor Georg Buchner bulunan çözümü.

Tek bir aletle yedi farklı dişli varyantını işlemek için gereklilik, modül 2'nin standart boyutu ile benzer diş yüksekliği ve kenar açılarının olmasıdır. ©Ingersoll

Başarının sağlanması için INGERSOLL'de uygulama teknisyeni Michael Bum'a göre, dişlilerin benzerliği gereklidir. Modül 2 dişlileri, hepsi aynı diş başı yüksekliği faktörüne sahiptir, yalnızca diş sayısı değişiklik göstermektedir. Malzeme olarak ağırlıklı olarak C45 alaşımlı çelik kullanılmaktadır. "Sonuçta süreçte esas olarak kesim dağılımı önemlidir" diye açıklıyor Bum. "Diş açma işlemi sırasında, alet üzerinde fazla baskı oluşmaması için her zaman azalan bir ilerleme ile çalışmamız gerekiyor." Kesim sayısı ve derinliği INGERSOLL tarafından tam olarak tanımlanır ve doğrudan kontrol sistemine aktarılabilir.

Eksen çapraz açısı ve diş açma tekerleğinin diş sayısı, farklı parçalar ve ana mil ile masa milinin devir sayısına uygun olarak ayarlanmalıdır.

Hedeflenen diş kalitesi 7'yi DIN 3962'ye göre elde etmek için, INGERSOLL sert metalden yapılmış bir diş açma tekerleği seçmiştir. Ayrıca özel tasarımlar gerektiren uyarlanmış kesici plakalarla bir çözüm daha yüksek maliyetler doğuracaktı. Parçaların diş sayısı farklıdır ve 15 ile 48 arasında değişmektedir. Alet, INGERSOLL tarafından 26 diş ile tasarlanmıştır. Diş açma tekerleği bir taşıyıcıya yerleştirilir ve bir sıkma vidası ile sabitlenir. Bu 3D yazıcıdan üretilen vidanın bir özelliği, her kesiciye hedefli iç soğutma sağlamak için entegre soğutma kanallarıdır.

Alet tipine bağlı olarak ALZMETALL yılda 250 ile 500 parça arasında ihtiyaç duymaktadır. ©Ingersoll

Kalite ve verimlilik uyumlu

Elde edilen diş kalitesi ve işleme süresi ile ALZMETALL'de üretim takım lideri Dennis Springer oldukça memnun: "Daha önce dişlileri beş parçadan oluşan gruplar halinde üretiyorduk, bu da 10 ile 15 dakika sürüyordu. Şimdi bunun için işleme süresi 3:40 dakikaya düştü. Bu, yaklaşık %60'lık bir verimlilik artışına denk geliyor." Ayrıca taahhüt edilen stok miktarları da hemen karşılandı, bu da Dennis Springer'i olumlu bir şekilde etkiliyor. Daha fazla optimizasyon ile daha yüksek stok miktarlarının gerçekçi olduğuna dair iyimser. Dişlilerin kendi tesislerinde üretilmesi kararı, ALZMETALL için kesinlikle karşılığını buldu.

Skiving'i GS 800/5-FDT'de birlikte çalıştırmayı başardılar (soldan sağa): Dennis Springer (Üretim Takım Lideri ALZMETALL), Michael Bum (Uygulama Teknolojisi INGERSOLL), Georg Buchner (CNC Uygulama Teknisyeni ALZMETALL) ve Ludwig Buchner (Uygulama Teknolojisi Ürün Müdürü Heidenhain). ©Ingersoll

INGERSOLL, müşterinin alet tasarımından ilk iyi parçaya kadar süreci tamamen destekledi. Georg Buchner işbirliği için övgü dolu sözler buluyor: "Alet üreticisi ile kendimizi çok iyi hissettik ve özellikle de devreye alma sürecinde mükemmel bir destek aldık. Bu çok iyi çalıştı ve bizim için oldukça keyifliydi." ALZMETALL için Heidenhain kontrolünde skiving döngüsünün kullanımı da pratikti, çünkü bunun için ek bir eğitim veya kurs gerekmiyordu. "Proses verilerini INGERSOLL'den alıyoruz ve programı sadece bununla beslememiz gerekiyor. Geri kalan neredeyse otomatik olarak çalışıyor. Makinedeki operatör için bu büyük bir kolaylık" diyor Buchner.

Heidenhain ile işbirliği içinde ALZMETALL, skiving'i müşterilerine de bir seçenek olarak sunmaktadır. Kendi üretiminde başarılı bir şekilde kullanılması, bunun için iyi bir satış argümanı olmalıdır.

İletişim:

www.ingersoll-imc.de