Alcançando Crescimento de Produção de Cinco Vezes com Centros de Torneamento CNC Cincinnati Machine

A Atomic City Tool (ACT), Inc., viu seu volume de produção disparar após começar a fabricar ferramentas para forjamento a quente de válvulas de motor automotivas e não automotivas. Alimentada por cinco centros de torneamento CNC horizontais Cincinnati Machine, a ACT viu um aumento de cinco vezes no volume em pouco mais de cinco anos fabricando as ferramentas de válvula. Relata Bob Smith, que fundou a empresa de Oak Ridge, Tennessee, há 30 anos.

As máquinas Milacron — três Talons e dois Avengers — permitem que a ACT crie ferramentas de forjamento que produzem geometrias de válvula virtualmente perfeitas e acabamentos superficiais excepcionais.

A ACT produz 8.000 a 9.000 peças de ferramentas de forjamento descartáveis/consumíveis por 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 em muitos tamanhos e configurações de válvulas diferentes. Todas as ferramentas são tratadas termicamente, e a maioria também é nitretada.

O objetivo do fabricante de válvulas é moldar as válvulas na forma final exclusivamente através de forjamento de precisão, diz o Sr. Smith. Isso otimiza a integridade física da válvula enquanto minimiza operações de processamento e custos da peça. No entanto, coloca demandas críticas na ferramenta.

Para moldar as válvulas com precisão, a ACT cria extrusões e ferramentas de cunhagem — essencialmente matrizes de forjamento. Um slug de válvula é aquecido, então prensado em um furo na ferramenta de extrusão para criar a geometria da válvula, um haste redonda abrindo para uma base larga. Uma matriz de cunhagem então molda a geometria inferior da base da válvula.

"As ferramentas usadas nestes processos devem forjar virtualmente uma válvula perfeita com um underhead acabado por forjamento", diz o Sr. Smith. Os centros de torneamento Milacron não apenas "acertam" a geometria dimensional — ID, OD, e mescla de cones — mas também alcançam acabamento superficial abaixo de 0,8 Ra.

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

ODs das ferramentas variam de 0,5 polegada a 3,25 polegadas e comprimentos de uma polegada a 9,5 polegadas. Furos internos de haste podem ser tão pequenos quanto 0,2664 polegada.

Os Talon e Avenger HTCs também torneiam duro algumas dimensões de acabamento após tratamento térmico e nitretação, tudo para menos de 0,0005 polegada de tolerância. "Com as ferramentas no topo 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 repetibilidades têm sido excelentes."

A Atomic City Tool é uma oficina completa de ferramentas e matrizes, especializada em ferramentas de precisão, gabaritos e fixadores para as indústrias de motor hermético, fibra sintética, rolamentos, estampagem e motor/automotiva. 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 apertadas que mantém.

Há cinco anos, a ACT ganhou um contrato em licitação competitiva para produzir ferramentas de válvula. A ferramenta foi um sucesso imediato. O volume disparou, absorvendo rapidamente a capacidade do equipamento de torneamento existente da fábrica. Diante de uma necessidade crítica de capacidade adicional, o Sr. Smith e sua equipe focaram em encontrar centros de torneamento comprovados e versáteis que pudessem atender à quantidade e qualidade crescentes que os clientes demandavam.

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

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

A ACT avaliou quase todos os centros de torneamento oferecendo sub-fuso. "Todos, exceto o Avenger, pareciam ser projetados apenas para trabalho leve — pouco melhor que um corte de face leve", diz o Sr. Smith. O Avenger tem um sub-fuso muito mais potente — 8 hp, comparado a cerca de 3 hp para outras máquinas.

Os Avengers reduziram significativamente o tempo de ciclo em cada família de ferramentas rodadas neles. A capacidade de sub-fuso permite que a ACT lide com grande parte de seu trabalho com menos configurações e operações de processamento. "Estamos produzindo muitas ferramentas em uma única operação que antes exigiam duas", diz o Sr. Smith. "Além disso, a potência e rigidez do Avenger nos permitem fazer cortes mais profundos em aços duros para as ferramentas de válvula."

A oficina roda seus centros de torneamento CNC Talon e Avenger 60 horas semanalmente — turnos de 10 horas, 6 dias por semana — com demanda do cliente aumentando constantemente. A ferramenta de válvula cresceu ao ponto onde agora é tratada como um negócio separado para a empresa, diz o Sr. Smith.

"Nos próximos cinco anos provavelmente adicionaremos 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. Recomendei-os a numerosas outras pessoas no negócio de usinagem de metais."