Концевая револьверная головка сокращает время цикла для производства точных валов

Стандартная процедура для валовой работы в подрядной мастерской Grand Haven Steel Products (Гранд-Хейвен, Мичиган) исторически заключалась в мягком точении, отправке деталей на закалку, а затем шлифовке до финального допуска. Точечные применения не были слишком требовательными, так как мастерская обычно должна была держать только ±0,002 дюйма на любом из своих восьми ЧПУ-точарных станков, и оставлять точность шлифовальным станкам. Однако была отличная возможность повысить эффективность, если они могли твердо-точить некоторые детали. Так в 1997 году компания купила ЧПУ-точарный станок Conquest T-51 (2-дюймовый бруск, 10-дюймовая патронная емкость) от Hardinge Inc. (Эльмира, Нью-Йорк) в основном для этой задачи. Согласно менеджеру производственного инжиниринга Джорджу Шталь, на одной из первых работ мастерская смогла выполнить критичную операцию канавки на валу 40 HRC в пределах требуемого допуска 0,0003 дюйма.

В течение года мастерская увидела необходимость дальнейшего повышения производительности и купила второй Hardinge, Conquest T-42 (1 5/8-дюймовый бруск, 8-дюймовая патронная емкость). В отличие от первого станка, T-42 был оснащен «Ram Turret» (револьвером выдвижного типа), который является второстепенным шестистаночным револьвером, используемым для выполнения нацентровых операций концевой обработки. Большим преимуществом этой конфигурации станка является то, что она позволяет выполнять внутренние и внешние операции одновременно с, например, основным револьвером для точения, пока второй револьвер используется для сверления или нарезки резьбы.

Самое очевидное преимущество одновременных ВН/ВД операций в том, что они могут существенно сократить время циклов. В одном случае, например, деталь была интегрально-фланцевым валом, требовавшим внешнее точение плюс отверстие, требовавшее сверление, нарезку резьбы и фасовку. Когда все эти операции должны были выполняться последовательно, общее время цикла для стороны отверстия составляло 70 секунд. Когда деталь была перенесена на T-42, однако, и ВН и ВД операции могли выполняться одновременно, время цикла было сокращено до всего 46 секунд. Это повысило средний производственный выход с предыдущих 26 деталей в час до текущих 48 деталей в час.

Но именно сочетание конструкции станка, достаточно жесткой для обработки твердого точения, и имеющей большую гибкость для обработки ВН/ВД операций, а также эффективного зажима, обеспечивает Grand Haven процессными возможностями для реального повышения производительности. В случае упомянутой выше заготовки, критический диаметр на канавке контролируется статистическим процессным контролем. С верхним контрольным пределом -0,00015 дюйма от номинала и нижним контрольным пределом -0,00045 дюйма — для общей полосы пропускания 0,0003 дюйма — особенность остается хорошо в контроле. Эта точность позволила Grand Haven устранить последующую шлифовальную операцию и тем самым существенно снизить стоимость изготовления детали.

Зажим имеет большое отношение к этой способности. Как и многие мастерские, первая мысль Grand Haven — держать все, кроме очень мелких детлей, в трехлапчатом патроне. Но есть другие варианты, выяснилось, которые могут дать лучшие результаты в некоторых обстоятельствах. Например, одна из первых работ, запущенных на T-42, требовала удержание допуска по диаметру ±0,0003 дюйма, максимального биения 0,0005 дюйма от лица к лицу и 32 rms финиш на ключевых диаметрах в закаленной 400-й серии нержавеющей стали.

Достижение этих характеристик последовательно оказалось трудным в начале. Расследование выявило, что детали не стабильно зажимались в трехлапчатом патроне. По рекомендации Hardinge, 16c dead-length коллет (коллет с фиксированной длиной) был заменен на челюстной патрон. Это позволило обработку осуществлять гораздо ближе к лицу шпинделя, что улучшило и биение, и шероховатость поверхности. Более того, коллет также позволил детали работать на более высоких об/мин для более эффективной обработки. Наконец, система dead-length позволила длине детали контролироваться гораздо точнее.