La torreta de acabado reduce el tiempo de ciclo

Históricamente, el procedimiento estándar para el trabajo de ejes en el taller Grand Haven Steel Products (Grand Haven, Michigan) consistía en un torneado suave, enviar las piezas para su endurecimiento y luego esmerilar hasta la tolerancia final. Las aplicaciones de torneado no eran demasiado exigentes, ya que el taller normalmente solo tenía que mantener ±0,002 pulgadas en cualquiera de sus ocho tornos CNC y dejar la precisión a las rectificadoras. Sin embargo, había una gran oportunidad para aumentar la eficiencia si podían tornear algunas de las piezas. Entonces, en 1997, la compañía compró un torno CNC Conquest T-51 (barra de 2 pulgadas, capacidad de mandril de 10 pulgadas) de Hardinge Inc. (Elmira, Nueva York) principalmente para esta tarea. Según el gerente de ingeniería de fabricación, George Stahl, en uno de los primeros trabajos, el taller pudo realizar una operación crítica de ranurado en un pozo de eje de 40 Rc dentro de la tolerancia requerida de 0,0003 pulgadas.

En un año, el taller vio la necesidad de aumentar aún más la productividad y compró un segundo Hardinge, un Conquest T-42 (barra de 1 5/8 pulgadas, capacidad de mandril de 8 pulgadas). A diferencia de la primera máquina, el T-42 estaba equipado con una "torreta Ram", que es una torreta secundaria de seis estaciones que se usa para realizar operaciones de trabajo de extremos en el centro. La gran ventaja de esta configuración de máquina es que permite realizar operaciones de diámetro interior y exterior al mismo tiempo que, por ejemplo, la torreta principal se usa para tornear mientras que la segunda torreta se usa para taladrar o roscar.

La ventaja más obvia de las operaciones ID/OD concurrentes es que pueden reducir sustancialmente los tiempos de ciclo. En un caso, por ejemplo, la pieza era un eje con brida integral que requería torneado del diámetro exterior más un orificio que requería taladrado, roscado y biselado. Cuando todas esas operaciones debían realizarse secuencialmente, el tiempo de ciclo total para el lado del orificio de la pieza era de 70 segundos. Sin embargo, cuando la pieza se movió al T-42 y las operaciones de ID y OD se pudieron realizar al mismo tiempo, el tiempo del ciclo se redujo a solo 46 segundos. Eso impulsó la producción promedio de las 26 piezas por hora anteriores a las 48 piezas por hora actuales.

Pero es la combinación de una estructura de máquina que es lo suficientemente rígida para manejar torneado duro y tiene más flexibilidad para manejar operaciones de diámetro interior/exterior, así como una sujeción de trabajo eficiente, lo que proporciona a Grand Haven las capacidades de proceso para aumentar realmente la productividad. En el caso de la pieza de trabajo mencionada anteriormente, un diámetro crítico en una ranura se monitorea con un control de proceso estadístico. Con un límite de control superior de -0,00015 pulgadas de nominal y un límite de control inferior de -0,00045 pulgadas, para un ancho de banda total de 0,0003 pulgadas, la función se mantiene bajo control. Esa precisión ha permitido a Grand Haven eliminar una operación de esmerilado posterior y, por lo tanto, reducir sustancialmente el costo de fabricar la pieza.

La sujeción de piezas tiene mucho que ver con esta capacidad. Al igual que muchas tiendas, el primer pensamiento de Grand Haven es contener todas las piezas, excepto las muy pequeñas, en un mandril de tres mordazas. Pero descubrió que hay otras opciones que pueden proporcionar mejores resultados en algunas circunstancias. Por ejemplo, uno de los primeros trabajos ejecutados en el T-42 requería mantener una tolerancia de diámetro de ±0,0003 pulgadas, un descentramiento máximo de 0,0005 pulgadas de adelante hacia atrás y un acabado de 32 rms en diámetros clave en acero inoxidable serie 400 endurecido.

Alcanzar estas características resultó ser consistentemente difícil al principio. El examen reveló que las piezas no se estabilizaban de manera uniforme en el mandril de tres mordazas. Por recomendación de Hardinge, se sustituyó el mandril de mordaza por una pinza de longitud muerta de 16c. Esto permitió que el mecanizado se realizara mucho más cerca de la cara del husillo, lo que mejoró tanto el descentramiento como el acabado superficial. Además, la pinza también permitió que la pieza funcionara a rpm más altas para un mecanizado más eficiente. Finalmente, el sistema de longitud muerta permitió controlar mucho más de cerca la longitud de la pieza.