Hammashionnan parametrien optimointi vakiotyönimikkeille

Abstract

Tämän opinnäytetyön tilaajana toimii Katsa Oy. Katsa Oy on tamperelainen konepajayritys, joka valmistaa hammaspyöriä ja teollisuusvaihteita. Hammaspyöriä valmistettaessa yksi tuotannon osa on hampaan profiilihionta. Profiilihionta on hyvin haastava ja hidas prosessi. Tästä syystä hammashionnan parametrien optimoinnilla voitaisiin tehdä hammashionnasta mahdollisimman kustannustehokasta. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan käytettävien parametrien vaikutusta hammashionnassa käytettävään aikaan, hampaan kyljen pinnanlaatuun ja hionnassa tapahtuvaan hiontapalamiseen

Parametrien tutkimisella päästään opinnäytetyön tavoitteeseen, joka oli parantaa hammashionnan tehokkuutta laatu säilyttäen. Työn tarkoituksena oli luoda kokonaisuus asioista, jotta hammashiontaoperaattorit voivat hyödyntää hionnassa käytettäviä parametriarvoja tehokkaasti. Kustannussyistä tutkimus jaettiin kahteen tutkimukseen, ja tässä tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa selvitetään kymmenestä merkittävästä parametrista eniten merkittävät parametrit.

Työssä toteutettiin Taguchi-menetelmän mukainen koesuunnittelu, jossa tehtiin 12 hiontakoetta hammaspyörille ja yksi konfirmaatiokoe tulosten varmistamiseksi. Kokeissa käytettiin kustannussyistä kooltaan moduulin kymmenen lieriöhammaspyörää, missä oli 27 hammasta. Tutkimuksen toisessa vaiheessa vakiotyönimikkeille tehtävä optimointi tapahtuu suurimoduuliselle mutta suurempi määrä hiottavia hampaita.

Tuloksena työssä saatiin neljä merkittävää parametria, jotka olivat rouhinnan sisäänsyöttö, rouhinnan syöttönopeus, rouhinnan leikkuunopeus ja viimeistelyn leikkuunopeus. Työstä tulee tehdä jatkotutkimus, jossa nämä neljä merkittävää parametria optimoidaan jokaiselle vakiotyönimikkeelle. Ilman jatkotutkimusvaihetta ei työn tarkoituksessa olleeseen kokonaisuuteen päästä.

This thesis was commissioned by Katsa Oy. Katsa Oy is a manufacturing company that manufactures gear wheels and industrial gears. Katsa Oy is located in Tampere, Finland. When making gear wheels, one part of the production is tooth profile grinding. This part of production is a very challenging and slow process. Therefore, by optimizing the parameters of tooth grinding, tooth grinding could be made as cost-effective as possible. This thesis research the effect of parameter adjustment on the time required for gear wheel grinding, the quality of the tooth flank surface, and internal deformation of the tooth that occurs during the grinding.

The goal was to improve the efficiency of the tooth grinding while maintaining quality. The purpose of this thesis was to enable the grinding operator to utilize the grinding parameters the most effectively. For cost reasons, the actual study was divided into two separate studies. In this first phase of the study, the goal was to find the most significant parameters out of the ten original parameters.

In this thesis, an experimental design was carried out according to the Taguchi method. The study included 12 tests and one confirmation test to confirm the accuracy of the experiments. Due to cost reasons, experiments were done by grinding spur wheels, which had 27 teeth of module ten. In second phase of this thesis optimization for standard titles would be done to spur wheel, which has as high number of modules as the one in experiment module but higher number of teeth.

As a result of this thesis, four most significant were found. These parameters were roughing infeed, roughing feed rate, roughing cut speed and finishing cut speed. A follow-up study these four parameters should be conducted. These parameters should be optimized for each of the standard titles. Without a second phase of this thesis, the whole purpose of the thesis cannot be achieved.