Konepajan menetelmäkehitys

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli pehmeähammastuksen menetelmäkehitys Ata Gears Oy:ssä. Päätavoitteeksi asetettiin nopeamman jäysteenpoistomenetelmän kehittäminen pehmeähammastuksen jälkeen syntyvän raadin ja terävien särmien poistamiseen.

Koko tuotantoon tehdystä nykytilanneanalyysista ilmeni myös toinen kehityskohde, joka oli erittäin potentiaalinen pehmeähammastuksen tehostamisessa. Näiden kahden kokonaisuuden, jäysteeenpoiston- ja hammastuksen menetelmäkehittäminen nosti 5-akselisilla CNC-työstökoneilla suoritettavan pehmeähammastuksen kustannustehokkuutta merkittävästi.

Tärkeimpänä tuloksena useita tunteja kestävää työstöaikaa saatiin leikattua jopa 30 prosenttia. Menetelmä on skaalattavissa jokaiseen lautaspyörään tuotannossa. Kokonaisuus uudesta menetelmästä syntyi pehmeähammastuksen ratasuunnittelun optimoinnilla sekä uudella jäysteenpoistomenetelmällä.

Jäysteenpoistolle suunniteltiin ja testattiin erilaisia malleja. Viimeiseen tuotantotestiin valikoitiin kaksi parasta menetelmää, joita kehitettiin edelleen kohti lopullista työstötapaa. Nopeimmassa menetelmässä vaadittiin koneenkäyttäjältä huomiota kappaleen asettamisessa, jotta törmäysriskiltä vältyttäisiin. Tämän takia jouduttiin tekemään kompromisseja tehokkuuden ja käyttäjän virheitä kestävän työstöratasuunnittelun välillä.

Lopputuloksena kokonaissäästö oli jo niin suuri, että se kannatti toteuttaa hitaammalla mutta turvallisemmalla tavalla. Jäysteenpoistoa voidaan edelleen kehittää jatkossakin, sillä työn tulos ei aiheuta estettä jatkokehittämiselle. Pienellä panostuksella ja jatkokehityksellä myös nopeammasta menetelmästä voitaisiin saada turvallinen. Työkalumakasiiniin varastoitava kulmapää, tai pitempi työkalunpidin voisi auttaa leukapakkojen ohittamiseen työstön aikana.

Julkisessa raportissa luottamuksellista aineistoa on poistettu tai muutettu.

The main aim of this thesis was to develop a new deburring process for five-axis CNC milling machines at Ata Gears Ltd. The deburring process comes after soft machining in the production cycle of a bevel gear plate.

The analysis of the current situation in the soft-machining process was implemented to the whole factory. Research highlighted the scale of the deburring problem and also revealed great development opportunity in tooth machining development. By developing these two main goals, cost efficient deburring process and faster tooth machining, there was a change to achieve a 30 per cent cut off from the machine time in the soft machining stage.

After the development two deburring methods were chosen, simulated and tested. The faster and simplier way had a tiny risk of collision. By sloppy operating, holder jaws could crash during the deburring process so a slower but safer machining toolpath was introduced.

In the end the overall cost efficiency was so huge that the new method was taken in use. The result of this thesis does not prevent further development of the process. A potential solution for the implementation of the faster deburring path could be a longer toolholder or an angle head which can be stored in the tool magazine of the milling machine. That could help avoid jaws during the machining.

As an outcome of this thesis, 100 minutes were cut off from the milling process lasting 270-400 minutes. The new method can be scaled to fit all kinds of five axis plate gear production.

Confidential material has been deleted from the public release.