Croissance de production quintuplée avec les centres de tournage CNC Cincinnati Machine

Atomic City Tool (ACT), Inc., a vu son volume de production exploser après avoir commencé à fabriquer de l'outillage pour le forgeage à chaud de soupapes de moteur automobiles et non-automobiles. Alimentée par cinq centres de tournage horizontaux CNC Cincinnati Machine, ACT a vu une augmentation de volume cinq fois supérieure en un peu plus de cinq ans de fabrication d'outillage de soupapes. C'est ce que rapporte Bob Smith, qui a fondé l'entreprise d'Oak Ridge, Tennessee, il y a 30 ans.

Les machines Milacron — trois Talons et deux Avengers — permettent à ACT de créer de l'outillage de forgeage qui produit des géométries de soupapes virtuellement parfaites et des finitions de surface exceptionnelles.

ACT produit 8 000 à 9 000 pièces d'outillage de forgeage jetable/consommable chaque mois pour répondre aux exigences de production et de stock de deux usines de fabrication de soupapes, qui produisent ensemble plus de 50 millions de soupapes par an. Les outils sont faits en aciers H-10, H-11, H-13 et H-19 pour de nombreuses tailles et configurations de soupapes différentes. Tous les outils sont traités thermiquement, et la plupart sont aussi nitrurés.

L'objectif du fabricant de soupapes est de former les soupapes à la forme finale uniquement par forgeage de précision, dit M. Smith. Cela optimise l'intégrité physique de la soupape tout en minimisant les opérations de traitement et les coûts de pièce. Cependant, cela place des exigences critiques sur l'outillage.

Pour former les soupapes avec précision, ACT crée des outils d'extrusion et de matriçage — essentiellement des matrices de forgeage. Une ébauche de soupape est chauffée, puis pressée dans un alésage de l'outil d'extrusion pour créer la géométrie de la soupape, une queue ronde s'évasant vers une base large. Une matrice de matriçage forme alors la géométrie inférieure de la base de la soupape.

« Les outils utilisés dans ces processus doivent forger virtuellement une soupape parfaite avec une sous-tête finie au forgeage », dit M. Smith. Les centres de tournage Milacron non seulement « clouent » la géométrie dimensionnelle — ID, OD, et fondus de conicités — mais atteignent aussi une finition de surface en dessous de 0,8 Ra.

La précision et les finitions qu'ACT atteint sur les centres de tournage Milacron ont dramatiquement amélioré la durée de vie de l'outillage pour les usines de soupapes, et éliminé des opérations de finition coûteuses. « Les machines réduisent fortement le coût par soupape, qui est la ligne de fond », dit-il.

Les diamètres extérieurs des outils vont de 12,7 mm à 82,5 mm et les longueurs de 25,4 mm à 241 mm. Les alésages de queue ID peuvent être aussi petits que 6,76 mm.

Les centres de tournage Talon et Avenger font aussi du tournage dur sur certaines dimensions de finition après traitement thermique et nitruration, tous à moins de 0,0127 mm de tolérance. « Avec les outils au haut de l'échelle de dureté Rockwell C, c'est un vrai test de la rigidité et de la capacité d'amortissement du centre de tournage », dit-il, « mais les répétabilités ont été excellentes. »

Atomic City Tool est un atelier complet d'outillage et matrices, spécialisé dans les outils de précision, calibres, et montages pour les industries du moteur hermétique, fibre synthétique, roulement, estampage, et moteur/automobile. Il sert des clients de la Pennsylvanie à la Floride et de la côte atlantique à l'Arkansas. L'atelier de 35 employés est connu dans la région pour son usinage créatif et les tolérances serrées qu'il tient.

Il y a cinq ans, ACT a gagné un contrat sur appel d'offres concurrentiel pour produire de l'outillage de soupapes. L'outillage a été un succès immédiat. Le volume a grimpé en flèche, saturant rapidement la capacité de l'équipement de tournage existant de l'usine. Face à un besoin critique de capacité supplémentaire, M. Smith et son équipe se sont concentrés sur la recherche de centres de tournage éprouvés, polyvalents, capables de répondre aux quantités et qualités croissantes que les clients exigeaient.

Après avoir évalué des centres de tournage CNC de nombreux grands fabricants, ils ont sélectionné trois centres Talon 208 de Milacron. Les facteurs décisifs étaient la rigidité, la puissance et la capacité de serrage, dit M. Smith. Il a été particulièrement impressionné par sa précision sur les matériaux à haute dureté.

Environ un an et demi plus tard, cherchant à nouveau à étendre leur capacité, ACT a décidé d'examiner des centres de tournage offrant une option de contre-broche. « Nous avons réalisé que la bonne machine à contre-broche offrirait une efficacité tremende sur certaines de nos familles de pièces », dit M. Smith.

ACT a évalué presque tous les centres de tournage offrant une contre-broche. « Tous, sauf l'Avenger, semblaient conçus pour du service léger seulement — peu mieux qu'une coupe de dressage légère », dit M. Smith. L'Avenger a une contre-broche bien plus puissante — 8 ch, comparé à environ 3 ch pour les autres machines.

Les Avengers ont significativement réduit le temps de cycle sur chaque famille d'outils tournés sur eux. La capacité de contre-broche permet à ACT de gérer une grande partie de son travail avec moins de réglages et d'opérations de traitement. « Nous produisons de nombreux outils en une seule opération qui en nécessitaient deux auparavant », dit M. Smith. « De plus, la puissance et la rigidité de l'Avenger nous permettent de prendre des passes plus profondes dans les aciers durs pour l'outillage de soupapes. »

L'atelier fait tourner ses centres de tournage CNC Talon et Avenger 60 heures par semaine, quarts de 10 heures, 6 jours par semaine, avec une demande client en hausse constante. L'outillage de soupapes a grandi au point où il est maintenant géré comme une activité séparée pour l'entreprise, dit M. Smith.

« Sur les cinq prochaines années, nous ajouterons probablement trois à cinq centres de tournage supplémentaires et remplacerons nos tours CNC non-Milacron, et les nouvelles machines seront des Talons ou Avengers. L'achat des centres de tournage Milacron s'est avéré être l'une de mes meilleures décisions d'affaires. Je les ai recommandés à de nombreuses autres personnes dans le métier de la mécanique. » MMS