Glasbehållare och flaskor är så vanliga företeelser att de flesta av oss någon gång har använt en behållare som har formats och inspekterats i en BUCHER Emhart Glass-maskin. Bucher Emhart Glass har levererat glasbehållare av hög kvalitet i över hundra år. Företaget har tagit fram individuella sektionsmaskiner (IS-maskiner) som nu är branschstandard och som är den vanligaste enheten för glasbehållarformning hos tillverkare världen över. Maskinen har en rad med 5 till 20 identiska avsnitt, där vart och ett innehåller en komplett uppsättning mekanismer för att tillverka glasbehållare med olika form. De flesta är avsedda för olika typer av forskning, medicinbranschen eller mat- och bryggeribranschen.

Vid glastillverkning är inspektion och analys av defekter alltid ett avgörande steg. För att säkerställa att Bucher Emhart Glass ska kunna fortsätta att tillhandahålla glasbehållare av högsta kvalitet köpte de Powers Manufacturing i Elmira, N.Y. (USA) år 1982. Powers Manufacturing var ett företag med ett internationellt rykte som leverantör av högklassig inspektionsutrustning.

BUCHER Emhart Glass anläggning i Elmira N.Y. arbetar fortfarande med att designa, bearbeta, montera och leverera komplicerade inspektionsmaskiner. Anläggningen i Elmira har cirka 140 anställda, med en mekanisk verkstad och montering under samma tak. Den mekaniska verkstadsdelen av fabriken omfattar drygt 3600 kvadratmeter, och här arbetar 25 personer i två skift.

Verkstaden har sju vertikala maskiner, två horisontella, tre treaxliga svarvar och en sjuaxlig svarv. Bland varumärkena ser vi en Mazak-fräs och svarv, tre Hardinge-svarvar, två Haas-maskiner, en Komo och en vertikal Bridgeport. De primära materialen är bland annat leadloy 12L14, som tenderar att vara mjukare och lättare att bearbeta, samt aluminiumbrons och rostfritt stål, som tenderar att vara svårare.

I arbetsflödet i Emharts mekaniska verkstad ingår ett antal korta jobb. För att begränsa stilleståndstiden kräver detta schema att operatörerna är flexibla, eftersom täta växlingar ökar pressen på maskinerna och verktygen att arbeta så snabbt som möjligt. De här kortare jobben kräver optimal skärhastighet och lång verktygslivslängd för att verkstaden ska förbli produktiv hela tiden.

”Vi har använt Sandvik Coromant-verktyg sedan mitten av 1990-talet, framför allt vid fräsning och svarvning”, säger David Turk, MFG/CNC-ingenjör på Emhart Glass. ”Sandvik Coromant är vår största leverantör av skär och verktygshållare. Vi har några andra märken också, men Sandvik Coromant står för kanske 80 till 85 % av våra vändbara hårdmetallskär. Vi har ett bra förhållande med vår lokala verktygsleverantör, One Time Tool. Det var de som föreslog att vi skulle testa Sandvik Coromant – vi gjorde det och har använt deras produkter sedan dess.”

Även om Turk redan använde Sandvik Coromant-verktyg för andra arbeten så var han inte övertygad om fördelarna med att byta ut den befintliga processen för avstickning av komponenter i en svarv. Han fortsatte att använda den process och produkt som hade fungerat i flera år, även om han också höll utkik efter produkter som erbjöd en markant förbättring. Men inget som han testade var mycket bättre än det han redan hade. Avstickning utförs ganska ofta hos Emhart. Det krävs faktiskt för flera komponenter.

”Eftersom avstickning ofta är det sista stadiet i bearbetningsprocessen är det ett avgörande steg.”

Eftersom avstickning ofta är det sista stadiet i bearbetningsprocessen är det ett avgörande steg. Med maskinuppställningar, programmering och spånproduktion har mycket tid och pengar investerats i bearbetningen av komponenten när man väl är framme vid avstickningen. Detaljerna har redan svarvats, gängats, borrats, spårsvarvats och finbearbetats innan det är dags för avstickning. Att skrota en detalj efter en sådan investering i både tid och maskinkapacitet är helt enkelt inte ett alternativt i det läget. Därför tänkte Turk och de andra på Emhart fortsätta med de processer man trodde var det säkraste alternativet, om inte något kunde visa sig förändra produktivitetsnivåerna radikalt.

Argument för ett byte
”Vi hade testat olika skär, olika leverantörer, till och med skär från Sandvik Coromant, men vi var helt enkelt inte tillräckligt imponerade av resultaten för att vilja göra några ändringar”, säger Turk. ”Eftersom vi gör många korta jobb och det redan innebär så många omställningar och programmeringar, ville vi se någonting där vi kunde få mycket för pengarna om vi bytte. Under åren såg vi marginella förändringar av hastigheten och effektiviteten med andra skär och verktyg, men inte tillräckligt för att vi skulle genomföra bytet.”

Men även om Turk inte hade blivit tillräckligt imponerad av något annat avstickningsverktyg på marknaden, bad operatören Tom Waite honom igen att hålla utkik efter nya verktyg för avstickning under hösten 2013. Samtidigt hade Jim Pappas, försäljningsingenjör vid Sandvik Coromant, precis avslutat en utbildning om företagets nya verktyg för avstickning och spårsvarvning, CoroCut QD. Det var rätt läge för Pappas att slå Turk en signal.

”Vi pratade om nya produktlanseringar och kom in på avstickning och spårsvarvning. Jag nämnde Toms fråga om den här typen av verktyg, och då gick det upp ett ljus för oss båda två”, säger Turk. ”Jim kom in till den mekaniska verkstaden med CoroCut QD, gav oss parametrarna, tog en stor bit gods och började testa. Vi blev omedelbart imponerade av hur spånorna formligen flög – det var fantastiskt.”

Omedelbara förbättringar
Från dag ett fick Turk de resultat han hade letat efter för sina avstickningar. Med CoroCut QD tredubblade han antalet spånor per varv, liksom den bearbetade ytan. Materialet avverkades så snabbt att man faktiskt var tvungna att dra ner på takten lite. Man fick helt enkelt sakta ner spindelvarvtalet för att optimera skärlivslängden, vilken enligt Turk också har ökat markant.

”Vi gjorde säkert av med cirka fem skär i veckan tidigare, nu är vi nere i ett i veckan”, säger Turk. ”Vad gäller hastigheten körde vi från början cirka 220 ytfot per minut, med 0,002 tum per varv. Nu ligger vi på 600 ytfot och 0,007 tum per varv, så det är en dramatisk ökning.”

Att vi kan avverka mer material ger direkt fler tillverkade detaljer. Timing beror alltid på diametern på den svarvade komponenten. Men för en bit 3 tum tjockt gods har Waite och Turk gått från en avstickning på 20 sekunder till cirka 6–8 sekunder i avstickningstid. Genom att ta en konservativ marginal på 10 sekunder per detalj (pga. ändrad diameter) sa en snabb uträkning Turk att CoroCut QD antagligen sparar 15 minuter per skift, vilket blir en halvtimme om dagen. På ett helt år blir det 125 sparade timmar.

Men all hastighet i världen skulle vara meningslös om man inte kombinerade den med exakthet. Det är precis lika viktigt att garantera repeterbara raka passeringar.

”Ingreppen håller hög kvalitet, plus att det blir rakt och snyggt.”

”Ingreppen håller hög kvalitet, plus att det blir rakt och snyggt. Vid avstickning kan du ibland få en konvex eller konkav kona. Den svänger inåt eller utåt”, säger Turk. ”Vi använde en indikator, ett mätinstrument som hade tagits fram för att kontrollera konan, för att kunna garantera att bladet gick vinkelrätt mot komponentens yta. När vi hade kalibrerat allt var det bara att köra.”

Eftersom alla viktiga tester visade en dramatisk förbättring av produktiviteten samtidigt som arbetet utfördes med största möjliga exakthet, så var Turk imponerad. Men maskinoperatören Waite behövde också övertygas. Avgörandet kom vid en operation där svarvens revolverkonfiguration krävde att man körde CoroCut QD med rätt sida upp istället för upp och ner.

”Normalt sett placerar man skärytan upp och ner i svarvar, så att tyngdkraften underlättar spånavgången. Utan tyngdkraftens hjälp kan spånorna fastna vid de relativt trånga avsticknings- och spårsvarvningsarbetena, där det kan handla om 5 mm (3/16 tum). Det är en smal kanal som vi ska få ut spånorna från”, säger Turk. ”Tom var snabb att berätta hur imponerad han var med sättet som skärvätskan tvingade ut spånorna ur spåret – även när man arbetade med rätt sida uppåt.”

Enligt Turk bidrar den invändiga skärvätsketillförseln som går genom verktyget och skickar ett jämnt flöde direkt till skäreggen till att förbättra både verktygets livslängd och spånavgången. Med den tidigare avstickningsfräsen förlitade man sig på utvändig skärvätsketillförsel som inte ger en lika exakt tillförsel.

Instinkten att behålla ett system som fungerar är normalt rätt, framför allt om inget annat alternativ verkar ge en betydande förbättring. Men ibland kan viljan att behålla en beprövad process förhindra att verkstäder lär sig nya lösningar som skulle kunna hjälpa dem att ta ett enormt tekniskt kliv framåt. Turk och Waite är utmärkta exempel på ingenjörer och operatörer som hade tillräckligt stort tålamod för att vänta på rätt produkt vid rätt tidpunkt. De var också tillräckligt erfarna för att våga införa genomgripande förändringar när de väl hade upptäckt en fantastisk nyhet inom avstickning.