HMC ayuda al taller a refabricar motores para que estén en mejores condiciones que los nuevos

Cuando Jasper Engines and Transmissions en Jasper, Indiana, remanufactura una familia de motores o transmisiones, se asegura de que sus productos sean de la más alta calidad y cumplan o superen las especificaciones OEM. Todo comienza cuando su División de Desarrollo de Nuevos Productos investiga los productos populares del sistema de propulsión, resuelve los problemas de diseño inherentes y descubre cómo mejorar la longevidad de un producto. El proceso de JASPER comienza con el desmontaje del núcleo, seguido de una limpieza exhaustiva, un mecanizado preciso, la instalación de piezas nuevas, calificadas o mejoradas y finaliza con las pruebas específicas del producto.

Desafortunadamente, el tiempo necesario para alinear los orificios de las carcasas de los árboles de levas para culatas específicas y satisfacer sus necesidades de producción resultó ser un desafío continuo para JASPER. Eso fue hasta que cambiaron su equipo de taladrado de alineación de una máquina perforadora modificada de forma manual intensiva a un centro de mecanizado horizontal avanzado. La nueva máquina proporciona la precisión, la velocidad y la repetibilidad requeridas y automatiza sus operaciones de alineación y perforación.

La planta de JASPER en Wernsing Road, una de las cuatro, remanufactura hasta 120 motores de gasolina por día. Durante las operaciones de remanufactura, su objetivo es calificar tantas piezas del motor original como sea posible. De hecho, esta es una de las principales consideraciones de JASPER a la hora de decidir si vale la pena volver a fabricar una familia de motores en particular. La capacidad de recuperar los componentes principales es clave para mantener los costos bajos.

Una vez que un motor esté en producción/refabricación, JASPER mecanizará su bloque, culatas, cigüeñales, árboles de levas y bielas. A medida que se procesan estas piezas fundidas, se comprueban para detectar grietas, daños, picaduras y otros signos de desgaste. Cuando se rechazan los componentes principales, se sustituyen por piezas o piezas fundidas principales de la misma familia de motores o se sustituyen por componentes nuevos. JASPER también ofrece una construcción de motor auténtica en la que el cliente envía su motor para su refabricación personalizada y una construcción opcional que coincide con los números.

Durante el reacondicionamiento de las culatas de los cilindros de levas en cabeza, la producción primero sobredimensiona los orificios de las levas de la culata y, o bien acumula los muñones del árbol de levas, o bien utilizan una carcasa con cojinetes de levas en lugar del material extraído de los orificios. La tecnología anterior de alineación de orificios de JASPER consumía mucho tiempo y requería más trabajo durante el proceso para mantener las operaciones de ensamblaje.

Inicialmente, la producción utilizaba cabezales en ángulo recto en máquinas tipo molino de rodillas y herramientas cortas que cabían entre las tapas de los cojinetes de las levas. Ese método de una perforación a la vez demostró ser poco fiable para mantener la concentricidad de una perforación a la siguiente. Fue entonces cuando la producción probó una perforadora con pistola modificada y una herramienta de taladrado y escariado lineal de un solo punto de 30 pulgadas de largo. La desventaja era que este proceso requería cargar manualmente las herramientas largas y pesadas, una tarea ardua para los operadores que, con el tiempo, dañaba el husillo de la máquina debido a un desgaste excesivo. Además de eso, el proceso terminó produciendo más rechazos de los aceptables, por lo que tampoco pudo satisfacer las necesidades de producción.

Según Garrett Robinson, especialista en CNC de Jasper Engines and Transmissions, la necesidad de contar con herramientas largas fue otra razón clave para optar por un centro de mecanizado horizontal y, en particular, uno de Mazak. La nueva máquina de producción es un centro de mecanizado horizontal Mazak HCN-6800 con un cambiador de dos palés y una capacidad de almacenamiento de 80 herramientas, pero lo más importante es que su cambiador de herramientas automático aloja fácilmente las herramientas perforadoras de 30 pulgadas de largo de JASPER. Además, el CNC MAZATROL SmoothG de la máquina, que funciona en conjunto con las macros de sondeo desarrolladas por Robinson, reduce significativamente el riesgo de errores en la carga de las piezas y en el mecanizado real, y libera a los operadores para realizar tareas de mayor valor agregado dentro del proceso general.

El HCN-6800 no es el primer Mazak del grupo de producción. Otros Mazak de JASPER incluyen varios centros de mecanizado vertical (VC-500A/2PC, VC-570C, VCN-530C) y máquinas de torneado y multitarea QT 250MSY, QTN 250MSY y QTU 200. Todas las máquinas de torneado están equipadas con alimentadores de barras. JASPER utiliza estas máquinas para producir componentes como abrazaderas y soportes para sus departamentos de refabricación.

«Antes de la HCN-6800», afirma Robinson, «teníamos que utilizar hasta cinco procesos diferentes para sobredimensionar los orificios de las levas, y la máquina anterior carecía de la precisión y la velocidad necesarias para las herramientas que queríamos utilizar. El HCN-6800 no solo nos permite usar esas herramientas, sino que también nos brinda acabados superficiales mucho mejores y perforaciones más precisas y concéntricas, todo ello a un nivel de producción mucho más rápido. Además, con esta máquina, podemos perforar cualquiera de nuestros cabezales OHC, ya sean grandes o pequeños».

Robinson continuó diciendo que tener la mesa del cuarto eje del HCN-6800 ofrece muchas opciones, incluida la posibilidad de utilizar hasta cuatro piezas a la vez en dos luminarias de lápida. Para automatizar aún más el mecanizado de los cabezales OHC, sus rutinas de sondeo eliminan cualquier duda del operador con respecto al posicionamiento e identificación de los dispositivos.

Al ejecutar la rutina de sondeo de Robinson, el HCN-6800 comprueba si hay alguna pieza en todas o en alguna de las cuatro posiciones de la luminaria. Una vez que detecta una pieza, la máquina ejecuta otra macro con sonda táctil para determinar qué familias de cabezales están fijadas en la lápida, independientemente de si se trata de un Ford EcoBoost de 3,5 L, un Triton de 3 válvulas o cualquier otro motor de último modelo que produzca JASPER. 

Luego, la máquina selecciona el programa apropiado para el tipo de cabezal, determina la cantidad de material que hay en el orificio y lo compensa en términos de velocidades de mecanizado y velocidades de avance. Esta capacidad es especialmente útil porque JASPER no ejecuta lotes y puede tener muchas variaciones aleatorias entre los cabezales que procesa en el HCN-6800.

«Necesitamos máquinas que sean versátiles y que puedan manejar cabezales OHC para varios tipos de motores, junto con todas las variantes incluidas que puedan estar en producción en un momento dado», dijo Robinson. «El HCN-6800 nos permite procesar más piezas con mayor rapidez, por lo que nuestros otros departamentos de refabricación ya no esperan a los cabezales OHC. «

Las tolerancias de las piezas y los acabados superficiales son extremadamente críticos para el rendimiento y la longevidad de un motor remanufacturado de JASPER. Con la rigidez y la alta capacidad de control MAZATROL SmoothG de su HCN-6800, JASPER puede ajustar la máquina para detectar vibraciones durante el corte, lo que aumenta aún más la capacidad de la máquina de mantener tolerancias consistentes.

«El HCN-6800 definitivamente me facilita el trabajo en términos de control de calidad, principalmente por su alta precisión y repetibilidad», dijo Taylor Friend, capitana de control de calidad de Jasper Engines and Transmissions. «Algunas de las tolerancias que tenemos que mantener están muy por debajo de 0,001», y nuestras máquinas anteriores producían muchas piezas rechazadas. Además, el Mazak nos permite hacer un seguimiento de nuestra producción de piezas. «

Friend continuó diciendo: «A lo largo de los años, nuestras tolerancias se han reducido considerablemente, lo que nos ha dejado menos margen de error en nuestros procesos de producción. Específicamente en términos de operaciones de mecanizado, en particular manteniendo los requisitos específicos de holgura de las piezas, acabados superficiales, redondez y forma general. Todo esto significa que hemos tenido que mejorar continuamente nuestros equipos, y Mazak siempre ofrece la velocidad, la fiabilidad y la precisión que necesitamos.