Eindwerkende Draaier Verkort Cyclusduur voor Precisie Asproductie

Standaardprocedure voor aswerk bij contractwinkel Grand Haven Steel Products (Grand Haven, Michigan) was historisch om zacht te draaien, de onderdelen naar buiten te sturen voor verharding, en daarna te slijpen tot de finale tolerantie. De draaiaapplicaties waren niet terecht veeleisend, aangezien de winkel typisch alleen ±0,002 inch op enige van zijn acht CNC-draaibanken moest houden, en de precisie aan de slijpmachines overliet. Er was een grote kans om de efficiëntie te verhogen, als ze enkele van de onderdelen hard konden draaien. Dus in 1997 kocht het bedrijf een Conquest T-51 CNC-draaibank (2-inch staaf, 10-inch klemcapaciteit) van Hardinge Inc. (Elmira, New York) voornamelijk voor deze taak. Volgens productie-engineering manager George Stahl, was de winkel op een van de eerste klussen in staat om een kritieke freesoperatie op een 40 HRC as goed binnen de vereiste 0,0003-inch tolerantie uit te voeren.

Binnen een jaar zag de winkel de noodzaak om de productiviteit verder te verhogen, en kocht een tweede Hardinge, een Conquest T-42 (1 5/8-inch staaf, 8-inch klemcapaciteit). In tegenstelling tot de eerste machine, was de T-42 uitgerust met een "Ram Draaier," wat een secundaire, zes-station draaier is die gebruikt wordt om op-centrum eindwerkoperaties uit te voeren. Het grote voordeel van deze machineconfiguratie is dat het ID- en OD-operaties toestaat om gelijktijdig met, bijvoorbeeld, de primaire draaier gebruikt voor draaien terwijl de tweede draaier gebruikt wordt voor boren of tappen.

Het meest voor de hand liggende voordeel van gelijktijdige ID/OD operaties is dat ze de cyclus tijden aanzienlijk kunnen reduceren. In één geval, was het onderdeel een integraal geflensde as die OD-draaien plus een boorgat vereiste dat boren, tappen en affaseren vereiste. Toen al die operaties achtereenvolgens moesten worden gedaan, was de totale cyclusduur voor de boorkant van het onderdeel 70 seconden. Toen het onderdeel naar de T-42 verplaatst werd, en ID- en OD-operaties gelijktijdig uitgevoerd konden worden, werd de cyclusduur ingekort tot slechts 46 seconden. Dat verhoogde de gemiddelde productie-uitvoer van de vorige 26 onderdelen per uur tot de huidige 48 onderdelen per uur.

Maar het is de combinatie van een machinestructuur die rigide genoeg is om hard draaien aan te kunnen en meer flexibiliteit heeft om ID/OD operaties aan te kunnen, alsmede efficiënt werkhouden, die Grand Haven de procescapaciteiten geeft om de productiviteit echt te boosten. In het geval van het bovengenoemde werkstuk, wordt een kritieke diameter op een frees met statistische procescontrole gemonitord. Met een bovenste controllimiet van -0,00015 inch van nominaal en een onderste controllimiet van -0,00045 inch – voor een totale bandbreedte van 0,0003 inch – blijft het kenmerk goed binnen controle. Die precisie heeft Grand Haven in staat gesteld een daaropvolgende slijpoperatie te elimineren en dus de kosten van het maken van het onderdeel aanzienlijk te verlagen.

Werkhouden heeft veel te maken met deze capaciteit. Als veel winkels, was Grand Haven's eerste gedachte om alle behalve heel kleine onderdelen in een drie-klauw klem te houden. Maar er zijn andere opties, ontdekte het, die in sommige omstandigheden betere resultaten kunnen opleveren. Bijvoorbeeld, een van de eerste klussen die op de T-42 liep, vereiste het houden van een diameter tolerantie van ±0,0003 inch, een maximum uitlopen van 0,0005 inch van voor naar achter en een 32 rms afwerking op sleutel diameters in gehard 400 series roestvrij staal.

Het consistent bereiken van deze kenmerken bleek in het begin moeilijk. Onderzoek onthulde dat de onderdelen niet consistent gestabiliseerd werden in de drie-klauw klem. Op aanbeveling van Hardinge, werd een 16c dode-lengte spelden vervangd voor de klem. Dit maakte bewerking mogelijk veel dichter bij het spindelvlak, wat zowel uitlopen als oppervlakteafwerking verbeterde. Bovendien stelde de spelden ook het onderdeel toe om op hogere toer/min te draaien voor efficiëntere bewerking. Ten slotte, maakte het dode-lengte systeem de onderdelenlengte veel nauwkeuriger te controleren.