Torre de trabalho final reduz o tempo de ciclo

O procedimento padrão para o trabalho de eixo na oficina Grand Haven Steel Products (Grand Haven, Michigan) era historicamente para torneamento suave, enviar as peças para endurecimento e, em seguida, retificar até a tolerância final. As aplicações de torneamento não eram muito exigentes, pois a oficina normalmente só precisava segurar ± 0,002 polegada em qualquer um de seus oito tornos CNC e deixar a precisão para os esmerilhadores. Havia uma grande oportunidade de aumentar a eficiência, no entanto, se eles pudessem girar com força algumas das peças. Assim, em 1997, a empresa comprou um torno CNC Conquest T-51 (barra de 2 polegadas, capacidade de mandril de 10 polegadas) da Hardinge Inc. (Elmira, Nova York) principalmente para esta tarefa. De acordo com o gerente de engenharia de fabricação George Stahl, em um dos primeiros trabalhos a oficina foi capaz de realizar uma operação de ranhura crítica em um eixo de 40 Rc dentro da tolerância exigida de 0,0003 polegada.

Em um ano, a oficina viu a necessidade de aumentar ainda mais a produtividade e comprou um segundo Hardinge, um Conquest T-42 (barra de 1 5/8 polegadas, capacidade de mandril de 8 polegadas). Ao contrário da primeira máquina, o T-42 foi equipado com uma "Ram Turret", que é uma torre secundária de seis estações usada para realizar operações de trabalho final no centro. A grande vantagem desta configuração de máquina é que ela permite que as operações de ID e OD sejam executadas simultaneamente com, por exemplo, a torre primária usada para torneamento enquanto a segunda torre é usada para perfuração ou rosqueamento.

A vantagem mais óbvia das operações de ID/OD simultâneas é que elas podem reduzir substancialmente os tempos de ciclo. Em um caso, por exemplo, a peça era um eixo integralmente flangeado que exigia torneamento OD mais um furo que exigia perfuração, rosqueamento e chanfro. Quando todas essas operações tinham que ser feitas sequencialmente, o tempo total do ciclo para o lado do furo da peça era de 70 segundos. Quando a peça foi movida para o T-42, no entanto, e as operações de ID e OD puderam ser executadas simultaneamente, o tempo do ciclo foi reduzido para apenas 46 segundos. Isso aumentou a produção média das 26 peças por hora anteriores para as atuais 48 peças por hora.

Mas é a combinação de uma estrutura de máquina que é rígida o suficiente para lidar com torneamento difícil e tem mais flexibilidade para lidar com operações de ID/OD, bem como fixação de trabalho eficiente, que fornece a Grand Haven os recursos de processo para realmente aumentar a produtividade. No caso da peça de trabalho mencionada acima, um diâmetro crítico em uma ranhura é monitorado com controle estatístico do processo. Com um limite de controle superior de -0,00015 polegada de nominal e um limite de controle inferior de -0,00045 polegada—para uma largura de banda total de 0,0003 polegada—o recurso permanece sob controle. Essa precisão permitiu que a Grand Haven eliminasse uma operação de retificação subsequente e, assim, reduzisse substancialmente o custo de fabricação da peça.

Workholding tem muito a ver com essa capacidade. Como muitas lojas, o primeiro pensamento de Grand Haven é manter todas as peças, exceto as muito pequenas, em um mandril de três mandíbulas. Mas existem outras opções, descobriu, que podem fornecer melhores resultados em algumas circunstâncias. Por exemplo, um dos primeiros trabalhos executados no T-42 exigia uma tolerância de diâmetro de ±0,0003 polegada, uma excentricidade máxima de 0,0005 polegada da frente para trás e um acabamento de 32 rms em diâmetros de chave em aço inoxidável endurecido da série 400.

Alcançar esses recursos de forma consistente provou ser difícil no início. O exame revelou que as peças não estavam sendo estabilizadas consistentemente no mandril de três mandíbulas. Por recomendação de Hardinge, uma pinça de comprimento morto 16c foi substituída pelo mandril de mandíbula. Isso permitiu que a usinagem ocorresse muito mais perto da face do fuso, o que melhorou o batimento e o acabamento da superfície. Além disso, a pinça também permitiu que a peça fosse executada em rotações mais altas para uma usinagem mais eficiente. Finalmente, o sistema de comprimento morto permitiu que o comprimento da peça fosse controlado muito mais de perto.