Cinco crescimento forjado com centros de torneamento CNC

A Atomic City Tool (ACT), Inc., viu seu volume de produção crescer rapidamente depois que começou a fabricar ferramentas para o forjamento a quente de válvulas de motores automotivos e não automotivos. Alimentado por cinco centros de torneamento CNC horizontais da Cincinnati Machine, a ACT viu um aumento de cinco vezes no volume em pouco mais de cinco anos de fabricação das ferramentas da válvula. Assim relata Bob Smith, que fundou a empresa Oak Ridge, Tennessee, há 30 anos.

As máquinas Milacron - três Talons e dois Avengers - permitem que a ACT crie ferramentas de forja que produzem geometrias de válvulas praticamente perfeitas e acabamentos de superfície excepcionais.

A ACT produz de 8.000 a 9.000 peças de ferramentas de forja descartáveis/consumíveis a cada mês para atender aos requisitos de produção e estoque de duas fábricas de válvulas, que juntas produzem mais de 50 milhões de válvulas por ano. As ferramentas são feitas de aços H-10, H-11, H-13 e H-19 para diversos tamanhos e configurações de válvulas. Todas as ferramentas são tratadas termicamente e a maioria também é nitretada.

O objetivo do fabricante de válvulas é moldar válvulas para dar acabamento apenas através de forjamento de precisão, diz o Sr. Smith. Isso otimiza a integridade física da válvula enquanto minimiza as operações de processamento e os custos das peças. No entanto, coloca demandas críticas em ferramentas.

Para moldar com precisão as válvulas, a ACT cria ferramentas de extrusão e cunhagem - essencialmente matrizes de forjamento. Uma lingueta de válvula é aquecida e, em seguida, pressionada em um orifício na ferramenta de extrusão para criar a geometria da válvula, uma haste redonda que se expande para uma base ampla. Uma matriz de cunhagem então molda a geometria do lado inferior da base da válvula.

"As ferramentas usadas nesses processos devem forjar virtualmente uma válvula perfeita com um cabeçote com acabamento forjado", diz o Sr. Smith. Os centros de torneamento Milacron não apenas "pregam" a geometria dimensional - ID, OD e mistura de cones - mas também atingem um acabamento superficial abaixo de 0,8 Ra.

A precisão e os acabamentos que o ACT alcança nos centros de torneamento Milacron melhoraram drasticamente a vida útil da ferramenta para as plantas de válvulas e eliminaram as dispendiosas operações de acabamento. "As máquinas reduzem drasticamente o custo por válvula, que é o resultado final", diz ele.

Os diâmetros externos das ferramentas variam de 0,5 polegada a 3,25 polegadas e comprimentos de uma polegada a 9,5 polegadas. Os furos da haste ID podem ser tão pequenos quanto 0,2664 polegada.

Os HTCs Talon e Avenger também transformam algumas dimensões de acabamento após tratamento térmico e nitretação, tudo com tolerância inferior a 0,0005 polegada. "Com as ferramentas na extremidade superior da escala de dureza Rockwell C, este é um teste real da rigidez e capacidade de amortecimento do centro de torneamento", diz ele, "mas as habilidades de repetição têm sido excelentes".

A Atomic City Tool é uma loja completa de ferramentas e matrizes, especializada em ferramentas de precisão, medidores e acessórios para as indústrias de motores herméticos, fibras sintéticas, rolamentos, estamparia e motores/automotivos. Atende clientes da Pensilvânia à Flórida e da Costa Atlântica ao Arkansas. A oficina de 35 funcionários é conhecida em toda a região por sua usinagem criativa e pelas tolerâncias estreitas que possuem.

Há cinco anos, a ACT ganhou um contrato em licitação para produzir ferramentas para válvulas. O ferramental foi um sucesso imediato. O volume aumentou, absorvendo rapidamente a capacidade do equipamento de torneamento existente na planta. Diante de uma necessidade crítica de capacidade adicional, o Sr. Smith e sua equipe se concentraram em encontrar centros de torneamento versáteis e comprovados que pudessem atender à crescente quantidade e qualidade exigidas pelos clientes.

Depois de avaliar os centros de torneamento CNC de muitos fabricantes importantes, eles selecionaram três centros de torneamento Talon 208 da Milacron. Os fatores decisivos foram rigidez, potência e capacidade de lançamento, diz o Sr. Smith. Ele ficou particularmente impressionado com sua precisão nos materiais de alta dureza.

Cerca de um ano e meio depois, novamente buscando expandir sua capacidade, a ACT decidiu olhar para centros de torneamento que oferecem uma opção de subfuso. "Percebemos que a máquina de subfuso certa ofereceria uma eficiência tremenda em algumas de nossas famílias de peças", diz o Sr. Smith.

A ACT avaliou quase todos os centros de torneamento que oferecem um subfuso. "Todos, exceto o Avenger, pareciam ser projetados apenas para serviços leves - pouco melhor do que um corte leve no rosto", diz Smith. O Avenger tem um sub-fuso muito mais potente - 8 hp, comparado com cerca de 3 hp para outras máquinas.

Os Vingadores reduziram significativamente o tempo de ciclo em todas as famílias de ferramentas executadas neles. O recurso de subfuso permite que o ACT lide com grande parte de seu trabalho com menos configurações e operações de processamento. "Estamos produzindo muitas ferramentas em uma única operação que costumava exigir duas", diz o Sr. Smith. "Além disso, a potência e a rigidez do Avenger nos permitem fazer cortes mais profundos em aços duros para as ferramentas da válvula."

A oficina opera seus centros de torneamento CNC Talon e Avenger 60 horas semanais em turnos de 10 horas, 6 dias por semana com a demanda do cliente aumentando constantemente. As ferramentas de válvulas cresceram a ponto de serem tratadas como um negócio separado para a empresa, diz o Sr. Smith.

"Nos próximos cinco anos, provavelmente adicionaremos de três a cinco centros de torneamento adicionais e substituiremos nossos tornos CNC não-Milacron e as novas máquinas serão Talons ou Avengers. Comprar os centros de torneamento Milacron provou ser uma das minhas melhores decisões de negócios . Eu os recomendei a várias outras pessoas no ramo de metalurgia." MMS