Pintakarkaisumenetelmän muutokseen valmistautuminen kehäpyörätuotannossa

Abstract

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää valmistuskapasiteetin ja -kustannusten eroja hiiletyskarkaistun ja kaasunitratun kehäpyörän välillä tuulivoimavaihteiden komponenttituotannossa. Työn aikana kohdeyrityksessä valmistettiin protokappaleet kaasunitratuista kehäpyöristä korvaamaan hiiletyskarkaistuja kehäpyöriä. Nitrauksen käyttäminen lämpökäsittelyteknologiana kehäpyörävalmistuksessa on kohdeyritykselle uutta. Työn tavoitteena oli myös havaita mahdollisia kehityskohteita tulevaa nitrattujen kehäpyörien sarjatuotantoa ajatellen.

Nitrattavien kehäpyörien valmistuksessa työvaiheistusta muutettiin siirtämällä epätarkempaa koneistusta valmistusvaiheiden alkupäähän. Protokappaleiden valmistusta seurattiin työvaiheittain ja työvaiheisiin käytettyä aika mitattiin. Vaiheaikojen perusteella analysoitiin lämpökäsittelyteknologian muutoksen vaikutusta valmistuskapasiteettiin sekä valmistuskustannuksiin.

Työn tuloksena havaittiin nitraukseen siirtymisen kasvattavan kehäpyörävalmistuksen kapasiteettia. Kapasiteetin lisääntyminen on riippuvainen valmistettavista tuotteista. Työn aikana valmistetuilla nitratuilla kehäpyörämalleilla valmistuskustannukset voivat alentua 15-32 prosenttia kehäpyörän koosta ja perusmateriaalista riippuen, kun sarjatuotantovaiheessa valmistusprosessi saadaan optimoitua.

The target of this master’s thesis was to examine how manufacturing capacity in ring gear workshop will change if heat treatment of ring gears is changed from case carburizing to gas nitriding. Furthermore, the target was to observe how manufacturing costs differ between case carburized and gas nitrated ring gear. During this thesis the prototypes of gas nitrated ring gears were manufactured to wind gear. Thus far the target company has used only case carburized ring gears to its products.

Manufacturing process of gas nitrated ring gears is different compared to case carburized ring gears. Manufacturing process of prototype parts was planned so that most of drillings were made in first turning phase and only features with high accuracy were made in final turning. Manufacturing of proto parts were followed up and machining times were recorded. Based on these records manufacturing capacity was simulated and manufacturing costs were calculated.

The outcome of this thesis was that manufacturing capacity will grow up when ring gears are gas nitrated. Manufacturing capacity is depending on the mix of manufactured products. Manufacturing costs of gas nitrated ring gears will be 15-32 percent smaller than case carburized rings in serial production and it depends on ring gear size and the base material used.