Cortador integral mejora la productividad y el costo del mecanizado de válvulas
La adopción de una fresa con un ángulo de inclinación doblemente negativo y bolsillos compatibles con múltiples geometrías de insertos le permitió a Progressive Metal Service aumentar el avance y reducir las tasas de desperdicio para una válvula.
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Progressive Metal ofrece válvulas de compuerta en cinco tamaños, con variantes adicionales para tener en cuenta las diferentes necesidades de PSI. Los tiempos de ciclo se redujeron de 40 minutos a casi la mitad con la introducción del DoTriple-Mill, de Tungaloy, y los insertos de corte. Fotos cortesía de Progressive Metal Service.
Nuevas capacidades traen nuevas oportunidades, pero a veces las mayores posibilidades provienen de la mejora de los procesos existentes. Para Progressive Metal Service, una empresa que realiza procesos de recubrimiento, ensamblaje, nitruración en baño de sal y fabricación llave en mano, las nuevas herramientas para una aplicación rutinaria de refrentado condujeron a reducciones significativas en el tiempo de ciclo y costos de herramientas. Esta oportunidad surgió después de que el gerente general de mecanizado, Mike Johnson, se uniera a la compañía en diciembre de 2021 y comenzara a identificar aplicaciones con oportunidades de mejora.
La estrategia de mejora inicial de Johnson se centró en uno de los trabajos básicos de Progressive Metal: mecanizar los componentes internos de las válvulas de compuerta. Los clientes de la compañía utilizan principalmente estas válvulas para controlar el flujo de líquidos y lodo en los sitios de fracking. Progressive Metal fabrica cinco tamaños de esta pieza con orificios que van de dos a siete pulgadas de diámetro, así como variantes para diferentes niveles de PSI. De acuerdo con los requisitos de construcción, estas válvulas pueden ser de acero tratado térmicamente 4130 o Inconel 718.
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Buscando una solución que se pudiera hacer
Johnson se puso en contacto con el ingeniero de ventas de Tungaloy, Greg Davis, a quien conocía desde su puesto anterior, y obtuvo una recomendación para el DoTriple-Mill.
La capacidad del cortador para usar insertos redondos, cuadrados y octogonales (por ello “Triple” en el nombre de la fresa) en el mismo bolsillo fue un punto de venta clave, aunque Progressive usa solo insertos redondos y cuadrados.
Como dice Davis, “[el DoTriple-Mill] puede no ser necesariamente el cortador ideal para cualquier aplicación, pero es un buen cortador integral que manejará diferentes materiales al cambiar simplemente la geometría del inserto”.
Por ejemplo, los insertos cuadrados maximizan la extracción de metal para aplicaciones con 4130, mientras que los insertos redondos resisten el desgaste y aportan una mayor vida útil de la herramienta en aplicaciones con Inconel.
El DoTriple-Mill, de Tungaloy, incluye ranuras para insertos de corte con geometrías redondas, cuadradas y octogonales. Progressive Metal utiliza insertos cuadrados en sus piezas de acero 4130 tratadas térmicamente e insertos redondos en sus piezas de Inconel 718.
Mejoras integrales
Progressive Metal Service utilizó antes una fresa frontal de 5 pulgadas de diámetro y 45 grados de ángulo principal en sus válvulas de compuerta, pero entre las altas fuerzas de corte y un proceso que solo agarraba 0.1 pulgadas de material, esta configuración podía levantar la pieza de la prensa y dañar tanto la pieza como el inserto y el cortador.
La versión de paso cerrado del DoTriple-Mill y los nuevos insertos tienen un ángulo de ataque negativo doble más marcado, que aprovecha las fuerzas de corte para empujar la pieza hacia la prensa, asegurarla mejor y permitirles a los maquinistas de Progressive Metal aumentar tanto las velocidades de alimentación (inusual para un ángulo de ataque negativo doble), como las profundidades de corte.
Con el cortador y los insertos cuadrados de Tungaloy, Progressive Metal mecaniza sus compuertas en 4130 a 500 sfm y 0.075 pulgadas de profundidad de corte, y entre 0.012 y 0.018 pulgadas por diente según la cantidad de material que Johnson pueda sujetar.
El DoTriple-Mill redujo el tiempo de ciclo original del proceso de 40 minutos entre un 30 y un 40 %, dice Johnson, con optimizaciones adicionales que ahorraron otro 10 %. Estas mejoras de productividad y la eliminación de herramientas específicas del trabajo al cambiar al DoTriple-Mill finalmente redujeron a la mitad los costos de herramientas de la compañía para el trabajo.
Las compuertas de válvulas de Progressive Metal pasan por cinco etapas de proceso: materia prima; refrentado y perfilado; ranurado en T y biselado; rectificado, y recubrimiento de nitruro.
El ángulo de ataque negativo del DoTriple-Mill también ayuda a mantener la forma de las válvulas al reducir la cantidad de rectificado de acabado que necesitan. La reprogramación también fue simple, solo le implicó a Johnson ajustar los programas de máquina de Progressive Metal en unos 15 minutos.
En cuanto al resto del personal del taller mecánico, Johnson dice que la adopción fue sin problemas, con su pregunta principal derivada de la durabilidad del cortador: “¿Cuándo se va a desgastar?”.
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