Wytwarzanie walcowego koła zębatego – spis czynności w kolejności chronologicznej.

1. Przecinanie na pile taśmowej

Pierwszą operacją konieczną do wytworzenia koła zębatego było przecinanie, pozwalające na odcięcie odpowiednich wymiarów półfabrykatu wykonanego z poliamidu (tworzywa sztucznego). Zastosowano piłę taśmową SHARK 282 - maszynę produkcyjną działającą w trybie ręcznym, półautomatycznym oraz półautomatycznym dynamicznym z wbudowanym zamkniętym układem chłodząco - smarującym z elektryczną pompą płynu chłodzącego.

Zanim mogliśmy rozpocząć przecinanie, konieczne było ustalenie wartości naddatku. Według sugestii prowadzącego ustalono wymiary naddatku na 2 mm. Ponieważ grubość gotowego wyrobu miała wynosić 24 mm, postanowiono odciąć wałek o grubości 26 mm. W tym celu zamontowano wałek w ręcznym imadle szybkomocującym, a następnie dociśnięto narzędzie do materiału. Zamontowana piła taśmowa posiadała zęby jednościnowe oraz brzeszczot o grubości 0,9 mm. Natomiast długość i szerokość piły równała się 2950 mm i 27 mm. Przecinanie następowało dzięki ruchowi roboczemu piły przy sile przecinającej równej 9000 N. Początkowy naciąg był zbyt słaby, więc koniecznością okazało się jego zwiększenie. Naprężenie taśmy tnącej określono na 60 barów, co wpłynęło na konieczność stosowania specjalnego płynu smarująco-chłodzącego, który zapobiegał nadmiernemu nagrzaniu się narzędzia. Czas główny dla zabiegu przecinania wyniósł 135 sekund.

1. Toczenie na tokarce uniwersalnej

Maszyną użytą do procesu toczenia była tokarka uniwersalna FAMOT TUM – 35D1. Pierwszą z koniecznych czynności było zamontowanie przeznaczonego do obróbki półfabrykatu w uchwycie samocentrującym trójszczękowym. Dokonano tego dzięki odpowiedniemu założeniu ponumerowanych szczęk do gniazd za pomocą klucza. Czynność ta udała się nam dopiero za drugim razem, a czas potrzebny na zamocowanie szczęk wyniósł 69 sekund.

W tym czasie prowadzący dokonał pomiarów noży tokarskich. Do pierwszego zabiegu, czyli planowania czoła, wykorzystano typowy nóż tokarski boczny wygięty. Nóż tokarski został zamontowany w suporcie narzędziowym. Jako, że poliamid jest materiałem miękkim możliwe było zastosowanie dużych kątów natarcia, nawet do 10. Narzędzie wykonywało ruchy posuwowe prostoliniowe, ciągłe, zaś przedmiot obrabiany wykonywał ruch obrotowy ciągły.

Kolejną czynnością było dosunięcie noża do półfabrykatu, w ten sposób, żeby jego wierzchołek dotykał powierzchni, którą należało poddać obróbce. Czas dosuwu narzędzia wyniósł 6 s. Następnie ustawiono odpowiednią głębokość skrawania przy pomocy skali odczytanej z pierścienia.

Rozpoczęto obróbkę wstępną, w czasie której wykonano łącznie 9 przejść, usuwając naddatek grubości 2 mm. Czas główny tej operacji wyniósł 279 sekund. Podczas tej operacji wygładzono powierzchnię czołową koła.

Drugim zabiegiem było toczenie zgrubne powierzchni bocznej koła zębatego. Nie zachodziła konieczność zmiany pozycji obrabianego półfabrykatu w szczękach uchwytu ani narzędzia skrawającego. Zmieniono natomiast głębokość skrawania materiału. Wykonano siedem przejść nożem, co pozwoliło na zdjęcie 17 mm naddatku. Uzyskano w ten sposób średnicę o wymiarze 143 cm, czyli o jeden centymetr za małą. Czas główny tego zabiegu wyniósł 85 sekund.

Trzeci zabieg, czyli toczenie kształtowe i wykonanie piasty na powierzchni koła za pomocą metody toczenia poprzecznego nie wymagała zmiany narzędzi skrawających. Detal pozostawał w tej samej pozycji, zamontowany w uchwycie samocentrującym. Należało wyliczyć ilość materiału, którą trzeba było zdjąć, aby uzyskać wymagane wymiary. Czynności wykonywane były analogiczne do czynności wykonywanych w dwóch poprzednich zabiegach. Liczba przejść noża tokarskiego wyniosła 12, a łączny czas główny wyniósł 78 sekund.

Po wykonaniu tych trzech zabiegów, konieczna stała się zmiana zamocowania. Należało rozmontować szczęki z uchwytu samocentrującego, wyjąć detal, obrócić go na drugą stronę i ponownie zamontować w uchwycie za pomocą klucza. Czas montażu wyniósł 55 sekund.

Pierwszy zabieg ponownie polegał na planowaniu czoła metodą toczenia poprzecznego. Wykonano 5 przejść noża, a czas główny tego zabiegu wyniósł 57 sekund. Zrealizowano także zabieg obróbki powierzchni bocznej, w czasie którego narzędzie wykonało 3 przejścia. Czas główny wyniósł 67 sekund.

1. Wiercenie otworów na tokarce

Podczas tego zabiegu nie zmienialiśmy zamocowania koła w uchwycie samocentrującym. Należało jedynie założyć odpowiednie wiertła do tulei konika. Po kilku próbach udało nam się odpowiednio zamontować narzędzie, a czas montażu, gdy doszliśmy do wprawy wyniósł 7 sekund.

Kolejną operacją było wykonanie nakiełków niezbędnych do kolejnych zabiegów wiercenia otworu w kole. Nakiełki wykonuje się za pomocą nawiertaka. Aby uzyskać gładkie powierzchnie czołowe zdecydowano się wykonać nakiełek chroniony. Czas główny dla tego zabiegu wyniósł 11 sekund.

Potem wykonaliśmy zabieg rozwiercania za pomocą wiertła krętego 22H7. Dzięki tej operacji otwór został wykonany „na gotowo”, bez konieczności wykonywania dodatkowych czynności. Czas główny wykonania otworu wyniósł 18 sekund.

1. Kształtowanie zębów koła zębatego za pomocą dłutownicy Fellowsa

Metoda Fellowsa polega na użyciu odpowiedniego narzędzia – dłutaka modułowego, o kształcie koła zębatego z odpowiednimi kątami ostrzy. Ruch roboczy składał się z ruchu obrotowego narzędzia oraz ruchu obrotowego obrabianego koła zębatego. Oprócz ruchu roboczego narzędzie wykonuje jeszcze ruchu dosuwowy na odpowiednią głębokość oraz ruch odsuwający. W trakcie tej operacji narzędzie wykonało 30 zębów na kole walcowym, a czas główny dla tej operacji wyniósł 9 minut.

1. Czasy główne wykonywanych operacji

Piłowanie t_g = 135 s = 2 min 15 s

Toczenie zgrubne (planowanie koła).

Lp.	Czas główny (s)
1.	29
2.	36
3.	25
4.	33
5.	37
6.	32
7.	24
8.	36
9.	27
Suma	279

Toczenie zgrubne powierzchni bocznej

Lp.	Czas główny (s)
1.	17
2.	18
3.	11
4.	15
5.	13
6.	7
7.	4
Suma	85

Toczenie kształtowe piasty

Lp.	Czas główny (s)
1.	12
2.	9
3.	11
4.	8
5.	5
6.	7
7.	6
8.	3
9.	6
10.	3
11.	4
12.	4
Suma	78

Toczenie zgrubne drugiej strony koła

Lp.	Czas główny (s)
1.	15
2.	16
3.	12
4.	9
5.	5
Suma	57

Toczenie zgrubne powierzchni bocznej drugiej strony koła

Lp.	Czas główny (s)
1.	35
2.	28
3.	5
Suma	67

Nakiełkowanie t_g = 11 s

Rozwiercanie t_g = 18 s

Dłutowanie metodą Fellowsa t_g = 540 s

Suma czasów głównych i jego udział w czasie trwania zajęć laboratoryjnych.

Zabieg/Operacja	Czas główny (s)
Przecinanie	135
Toczenie zgrubne (planowanie koła)	279
Toczenie zgrubne powierzchni bocznej	85
Toczenie kształtowe piasty	78
Toczenie zgrubne drugiej strony koła	57
Toczenie zgrubne powierzchni bocznej drugiej strony koła	67
Nakiełkowanie	11
Rozwiercenie	18
Dłutowanie metodą Fellowsa	540
Suma	1270

Suma czasu głównego

1270 s = 21 minut 10 s

Czas trwania zajęć laboratoryjnych

2 h 50 min = 170 min = 10 200 s

Suma czasu głównego i jego udział w czasie trwania zajęć laboratoryjnych.

1270s/10 200s ≈ 0,1245

0,147 × 100% ≈ 12,45%

Suma czasów głównych stanowi około 12,45% czasu trwania zajęć laboratoryjnych.