Eindwerkend torentje verkort de cyclustijd

De standaardprocedure voor aswerk in de werkplaats Grand Haven Steel Products (Grand Haven, Michigan) was van oudsher om zacht te draaien, de onderdelen op te sturen voor verharding en vervolgens te slijpen tot de uiteindelijke tolerantie. De draaitoepassingen waren niet erg veeleisend, aangezien de werkplaats doorgaans slechts ± 0,002 inch hoefde vast te houden op een van de acht CNC-draaibanken, en de precisie aan de slijpers moest overlaten. Er was echter een geweldige kans om de efficiëntie te verhogen, als ze sommige onderdelen moeilijk konden draaien. Daarom kocht het bedrijf in 1997 een Conquest T-51 CNC-draaibank (2-inch bar, 10-inch chuck-capaciteit) van Hardinge Inc. (Elmira, New York), voornamelijk voor deze taak. Volgens productiemanager George Stahl kon de werkplaats bij een van de eerste klussen een kritische groefbewerking uitvoeren op een 40 Rc-as, ruim binnen de vereiste tolerantie van 0,0003 inch.

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 bar, 8-inch chuck-capaciteit). In tegenstelling tot de eerste machine was de T-42 uitgerust met een "Ram Turret", een secundaire toren met zes stations die wordt gebruikt om eindbewerkingen op het midden uit te voeren. Het grote voordeel van deze machineconfiguratie is dat ID- en OD-bewerkingen gelijktijdig kunnen worden uitgevoerd met bijvoorbeeld de primaire revolver die wordt gebruikt voor draaien, terwijl de tweede revolver wordt gebruikt voor boren of tappen.

Het meest voor de hand liggende voordeel van gelijktijdige ID/OD-bewerkingen is dat ze de cyclustijden aanzienlijk kunnen verkorten. In één geval was het onderdeel bijvoorbeeld een integraal geflensde as waarvoor een buitendiameter moest worden gedraaid plus een boring waarvoor boren, tappen en afschuinen nodig was. Toen al die bewerkingen achter elkaar moesten worden uitgevoerd, bedroeg de totale cyclustijd voor de boringzijde van het onderdeel 70 seconden. Toen het onderdeel echter naar de T-42 werd verplaatst en ID- en OD-bewerkingen gelijktijdig konden worden uitgevoerd, werd de cyclustijd teruggebracht tot slechts 46 seconden. Dat verhoogde de gemiddelde productie-output van de vorige 26 delen per uur naar de huidige 48 delen per uur.

Maar het is de combinatie van een machinestructuur die stijf genoeg is om hard draaien aan te kunnen en meer flexibiliteit heeft om ID/OD-bewerkingen uit te voeren, evenals een efficiënte werkstukopspanning, die Grand Haven de procesmogelijkheden biedt om de productiviteit echt te verhogen. Bij het hierboven genoemde werkstuk wordt een kritische diameter op een groef bewaakt met statistische procescontrole. Met een bovengrens van -0.00015 inch nominaal en een ondergrens van -0.00045 inch - voor een totale bandbreedte van 0,0003 inch - blijft de functie goed onder controle. Die precisie heeft Grand Haven in staat gesteld om een ​​volgende slijpbewerking te elimineren en zo de kosten voor het maken van het onderdeel aanzienlijk te verlagen.

Workholding heeft veel te maken met deze mogelijkheid. Zoals veel winkels, is de eerste gedachte van Grand Haven om alle, behalve zeer kleine onderdelen in een drieklauwplaat te houden. Maar er zijn andere opties, zo ontdekte het, die in sommige omstandigheden betere resultaten kunnen opleveren. Een van de eerste klussen die op de T-42 werd uitgevoerd, vereiste bijvoorbeeld een diametertolerantie van ± 0,0003 inch, een maximale slingering van 0,0005 inch van voor naar achter en een 32 rms-afwerking op sleuteldiameters in gehard roestvrij staal uit de 400-serie.

Het bereiken van deze functies bleek in het begin altijd moeilijk. Uit onderzoek bleek dat de onderdelen niet consistent werden gestabiliseerd in de drieklauwplaat. Op aanbeveling van Hardinge werd een spantang met dode lengte van 16c vervangen voor de klauwplaat. Hierdoor kon de bewerking veel dichter bij het spilvlak plaatsvinden, wat zowel de ronding als de oppervlakteafwerking verbeterde. Bovendien maakte de spantang het ook mogelijk om het onderdeel met een hoger toerental te laten draaien voor een efficiëntere bewerking. Ten slotte maakte het dode lengte-systeem het mogelijk om de lengte van het onderdeel veel nauwkeuriger te controleren.