Nieuwe waters verkennen

“Kom naar ons als het stuk is.” Zo luidt het advies van Roy Parker, directeur en eigenaar van Jones Welding Company Inc. Sinds 1911 heeft deze machinewerkplaats uit Mobile in Alabama de reputatie dat ze elk te repareren onderdeel onderhanden kunnen nemen. Dat is niet verwonderlijk, want met elf Mazak CNC-draaibanken en -bewerkingscentra, waaronder enkele met vijf assen of multitaskingmogelijkheden, een volledig arsenaal tandwielfrezen en steekbanken en een handvol deskundige machinebankwerkers kan Jones Welding Company (JWC) bijna alles aan wat binnenkomt.

David Dearing, specialist bij Jones op het gebied van krachtoverbrenging: “Wij zijn heel veelzijdig. Wij presenteren onszelf als de totaalwerkplaats voor echt alles: van onderdelen met een nauwe tolerantie die je in je hand kunt houden tot onderdelen die meer dan tien ton wegen. We bedienen elke mogelijke industriesector waaraan we een product of dienst kunnen verkopen.” Ondanks de uitgebreide CNC-capaciteit benadrukt Dearing dat JWC geen productiewerkplaats is, maar juist gespecialiseerd is in werk met een korte doorlooptijd en kleine volumes.

“Een order van vijftig stuks is voor ons een grote hoeveelheid.

”Veel van deze orders en onderdelen zijn tandwielen. Met zijn apparatuur kan JWC tandwielen met een diameter van 0,5" tot 88" verspanen. Volgens Dearing is het specifieke gereedschap voor al die verschillende tandwielen het probleem: “Elk tandwielprofiel vereist een aparte tandwielfrees. Bij een paar honderd dollar per stuk kan het aardig oplopen.

”Dit betekent dat JWC in tandwielfrezen investeert die hoogstwaarschijnlijk nooit meer opnieuw gebruikt worden. Deze kosten kunnen moeilijk aan de klant doorberekend worden. De directeur van JWC gelooft heilig in continue ontwikkeling: “We gaan altijd voor het hoogst haalbare. Dat betekent waar mogelijk een grotere efficiency en een hogere productie.”

Daardoor begon het bedrijf tandwielen te frezen op zijn 5-assige verticale bewerkingscentrum met hardmetalen vingerfrezen om de vorm van de tanden te interpoleren: “We bewerken de sleuf voor, gebruiken vervolgens een bolfrees en profileren het oppervlak. Maar de enige manier om een goede werkstukkwaliteit en oppervlakteafwerking te krijgen is door middel van uiterst kleine zijdelingse verplaatsingen, net als bij de 3D-bewerking van een matrijsholte. Het is bijzonder tijdrovend.

”Ondanks de lange cyclustijd was dit nog steeds de beste optie voor bepaalde klussen, met uitzondering van het bestellen van een dure tandwielfrees die waarschijnlijk maar eenmaal gebruikt zou worden. Parker wist dat er een betere manier moest zijn. En inderdaad, hij had gelijk: “We hebben InvoMilling voor het eerst aan het werk gezien op de IMTS, en daarna nog een keer bij de Gear Expo in Detroit. We zagen dat het een manier was om onze gereedschapsvoorraad drastisch terug te brengen en de wachttijd voor tandwielfrezen te verminderen.”

Helaas was InvoMilling op dat moment alleen beschikbaar voor DMG Mori-apparatuur. Aanpassing van het modulaire gereedschapssysteem zou betekenen dat het bedrijf over moest stappen naar nieuwe machinegereedschappen en bedieningsorganen.

Toen Parker dus de uitnodiging kreeg voor de opendeurdag ‘2013 Discover’ van Mazak, stapten hij en zijn team op het vliegtuig naar Kentucky. Ze waren onder de indruk van wat ze daar zagen. Mazak en Sandvik Coromant hadden net een licentieovereenkomst getekend over InvoMilling, en voordat Parker wegging, had hij het InvoMilling-systeem én een gloednieuwe bijbehorende Mazak Integrex i-630V multitasking-CNC gekocht:
“In de jaren daarvoor hadden we de productie van tandwielen met onze CNC’s steeds beter onder de knie gekregen. Daarom vonden we dat het verstandig was er helemaal voor te gaan.” Wat hem het meest overtuigde, is dat InvoMill het complete aanbod van tandwielen met recht én schuine vertanding – module 1 tot module 12 – kon verspanen met slechts drie freesbody’s. Bovendien heeft een frees met hardmetalen wisselplaten een drie- tot viermaal zo hoog toerental als de HSS-tandwielfrezen die ze tot dan toe gebruikten, en snijden ze zwaarder: “We wisten dat we door de combinatie van InvoMilling en de Integrex een hoogwaardiger tandwiel met een kortere cyclustijd zouden krijgen.”

De nieuwe Integrex arriveerde kort na de terugkeer van Parker en zijn team in Mobile. Met ondersteuning van Mark Briel, application engineer bij Sandvik, gingen ze aan de slag. Hij hielp JWC met de initiële configuratie en het programmeren van de eerste klus voor de Integrex: de vervanging van een recht tandwiel van staal 1045 van een van de bovenloopkraansystemen uit de haven. Met een afgewerkte maat van 18,9" doorsnede bij 5,5" breedte was er voldoende metaal te verspanen van het onafgewerkte tandwiel. Dit zou een grondige test voor de machines en frezen betekenen.

Briel adviseerde het gebruik van een wisselplaat met hardmetaalsoort 1030 met PVD-coating, uitermate geschikt voor het frezen van tandwielen: “Omdat het zo’n grote modulemaat was, gebruikten we een van onze 331-sleuffrezen om de tandwielvorm voor te bewerken. We namen één gang recht door het midden, en een andere voor elk van de flanken. Zodra het meeste materiaal was verspaand, was er nog maar één InvoMilling-bewerking nodig om de evolvente vertanding te voltooien. Het enige wat daarna resteerde, waren zandstralen, een behandeling met nitriet en verscheping naar de klant.”

Niet elk tandwiel is zo eenvoudig, aldus Briel. Sommige klanten gebruiken InvoMilling als voorbewerking voorafgaande aan de warmtebehandeling en het slijpen, maar het kan ook gebruikt worden voor het hardfrezen van warmte behandeld materiaal: “De bewerking wordt grotendeels bepaald door de hoeveelheid te verspanen materiaal, de gebruikswijze van het tandwiel en de vereiste AGMA-soort (smering).”

Parker geeft aan dat dit eerste tandwiel een bètatest was van het InvoMilling-proces en dat JWC dit specifieke tandwiel in het verleden een aantal keer met conventionele HSS-tandwielfrezen had gesneden.

Hierdoor hadden ze een goede vergelijkingsbasis. Toch kon hij weinig zeggen over de feitelijke cyclustijden vooraf en achteraf, behalve dat er “een beter tandwiel in kortere tijd” geproduceerd werd. Dearing was het daarmee eens: “Met de radiale snijbeweging van InvoMill kun je tegelijkertijd plungefrezen, frezen en sleuffrezen. Er is geen heen en weer profielbewerking met een vingerfrees nodig. En we kunnen een groter gedeelte van de frees gebruiken, waardoor de gereedschapskosten afnemen. In vergelijking met een vingerfrees levert dit een enorme productiestijging op.

”Parker gaf eerlijk toe dat ook conventionele tandwielfrezen hun waarde hebben, en JWC snijdt nog steeds veel tandwielen op manuele machines. Heel vaak betekent dit simpelweg de machine instellen en iets anders gaan doen; de machinebankwerker kan weglopen en de tandwielfrees doet het werk. Parkers vertelde dat klussen bij JWC snel geklaard moeten worden: “Klanten komen binnen en zeggen dat hun machine kapot is. Ze hebben meteen een of soms wel meerdere nieuwe tandwielen nodig. Meestal kunnen we hen helpen, zelfs als dat nachtwerk betekent. Maar we kunnen onmogelijk elke tandwielfrees op voorraad hebben, en de klant kan niet wachten totdat wij er een bestellen.

”Bij InvoMilling kan met drie freesbody’s en een aantal reeksen wisselplaten het leeuwendeel van de tandwielprofielen gesneden worden, zonder dat ze moeten wachten totdat de koerier er is of zich af moeten vragen hoeveel tanden van de betreffende HSS-tandwielfrees het vol gaan houden.

Parker: “Een dag kent slechts een beperkt aantal productie-uren. Wij streven ernaar om door middel van efficiënte gereedschappen en machines sneller te produceren, zodat we in een bepaalde tijd zo veel mogelijk af kunnen werken.”

Parker geeft aan dat JWC in de toekomst heeft geïnvesteerd. Zoals bij vele werkplaatsen krijgen productie en service aan klanten de hoogste prioriteit: “Of het nu voor de staalfabrieken of de scheepsindustrie is, we proberen iedereen voor te blijven. Door efficiënter te worden besparen we geld en hebben we tijd om aan de volgende dringende klus te beginnen. InvoMilling helpt ons daarbij. Het is een indrukwekkende tool en een indrukwekkend proces.”