Eficiencia en producción: el poder del sistema de sujeción portapinza

La última recesión económica inicialmente puso a Manufacturing Partners Inc. (Big Lake, Minnesota) en modo de supervivencia, pero posteriormente condujo a la empresa a invertir en el área de mecanizado CNC de su negocio.

A medida que aumentaron los pedidos, el fabricante de partes de armas de fuego necesitaba mejorar la eficiencia y precisión, así como reducir el costo por pieza. Centrándose en la mejora de su proceso de sujeción de herramientas y adquiriendo un nuevo sistema de sujeción portapinza de Horn USA Inc., la compañía logró sus objetivos de productividad.

En 2008, poco antes de que la Gran Recesión golpeara, Manufacturing Partners Inc. fue conformada como una fusión entre Premier Engineering, un taller de trabajos CNC, y Manufacturing Partners, una empresa de montaje de cable y electromecánica. La compañía fusionada decidió salir del negocio de cables y montaje para concentrarse en su área de mecanizado CNC durante la recesión. Así comenzó su transición a la empresa que es hoy, un proveedor Tier-1 de gran volumen de componentes para armas de fuego y piezas para municiones militares.

Entre las piezas que produce la compañía se encuentran los conjuntos de cerrojo, bloques de gas y otros componentes para rifles AR. Estas piezas se pueden mecanizar a partir de acero, aluminio y aleaciones exóticas.

Una de sus principales piezas de producción es una llave para el ensamble de cerrojo de un rifle AR. La compañía comenzó a hacer la pieza en pequeñas cantidades en una sola máquina CNC vertical, durante sus días de trabajo como taller, pero a medida que aumentaron los pedidos, se añadieron dos centros de mecanizado horizontal Kitamura y se trasladó la pieza a un modo de alta producción.

Como una compañía certificada bajo norma ISO 9001: 2008, Manufacturing Partners practica la mejora continua, y las llaves para cerrojo requieren un enfoque en las tolerancias, precisión y consistencia, dice el Ingeniero de Procesos Mel Marquardt.

Cuando llegaron las nuevas máquinas, se decidió mejorar la eficiencia, asegurar la precisión y reducir el costo por cada pieza al mejorar la sujeción de la herramienta. En el pasado, la compañía utilizaba mandriles estándar CAT 40, pero las mayores velocidades y el mayor avance de los nuevos equipos exigían un mejor sistema de sujeción, explica.

“Estábamos usando las herramientas antes de tiempo, lo que significaba que el operador estaba gastando una gran cantidad de tiempo en afinar las separaciones para mantener la precisión de las piezas siempre que se cambia una fresa escariadora o un escariador”, explica. “A esto se añade el costo de las herramientas, y estaba claro que necesitábamos una nueva solución. El objetivo era reducir el número de manipulaciones del operario, mejorar la vida de la herramienta y mantener una precisión consistente. Esto nos haría más eficientes y nos permitiría trabajar de forma desatendida durante largos períodos de tiempo”.

La compañía consideró una variedad de dispositivos posibles y estaba lista para adquirir uno muy costoso cuando su proveedor tradicional de equipos para máquinas-herramienta, Productivity Inc., sugirió un sistema sujeción portapinza de Horn USA, indica Marquardt.

El ingeniero de Horn, Brian Sedesky, recomendó el sistema de sujeción portapinza Fahrion Centro P para la aplicación, ya que ofrece ciento por ciento más de fuerza de sujeción que las pinzas ER estándar, proporcionando un posicionamiento consistente de la herramienta, indica él.

El cono de conexión del mandril está rectificado con tolerancia de 1 micra a la forma cónica del mandril. Las pinzas son rectificadas con una tolerancia de 2 micras, por lo que el descentramiento máximo total del sistema es de 3 micras.

Otra ventaja del nuevo sistema de sujeción portapinza es que tiene una sección transversal más gruesa donde la pinza se asienta, permitiendo aplicar un mayor par de torsión sin deformar la pinza. Además, el refuerzo adicional del cuerpo del mandril hacia el diámetro de la tuerca de sujeción aumenta la estabilidad, siendo a la vez muy compacto, indica Sedesky.

“Un diseño patentado permite que la pinza se asiente completamente en el cono de cierre, en comparación con otros sistemas que tienen una proyección de 2 mm a 4 mm de la pinza por encima de la cara frontal del cono. Esto garantiza una mayor seguridad del de vástago de la herramienta y permite un mejor mecanizado de desbaste”.

Las superficies rectificadas de rosca trapezoidal a 30 grados y la guía están diseñadas para garantizar un centrado perfecto de la tuerca de sujeción en el mandril, logrando una distribución uniforme de la carga y desequilibrio mínimo.

Las fuerzas de cierre se distribuyen uniformemente sobre el área de agarre del vástago de la herramienta de corte, por lo que el Centro P es adecuado para procesos en seco, fresado duro, perforación, avellanado, escariado, fresado, roscado y aplicaciones de corte de alta velocidad y alto rendimiento.

Antes de tomar una decisión final, Marquardt instaló el sistema Fahrion en una máquina existente. Después de ver resultados inmediatos, ordenó los sistemas para los nuevos centros de mecanizado horizontal, indica. Desde entonces, Manufacturing Partners ha añadido dos centros de mecanizado más y los equipó con el mismo sistema de portapinza Fahrion.

Según Marquardt, la compañía ha visto una mejora significativa en la vida útil de la herramienta (se estima que del 40 por ciento o más). La consistencia y la confiabilidad del sistema de sujeción de mayor velocidad le han ahorrado mucho tiempo al operario, y pueden funcionar de forma desatendida. “Esto es importante cuando se están torneando miles de piezas por semana”, agrega.

“Otra gran ventaja es que el sistema Fahrion es mucho menos caro que los otros productos de sujeción que consideramos,” explica. “Dicen que uno obtiene aquello por lo que paga, pero, en este caso, estamos recibiendo todo lo que necesitamos gastando mucho menos dinero”.