Indexers Are Enabling

The town of Frankton, just to the northeast of Indianapolis, is not far from the center of Indiana. Cerden & Sons, an automotive parts supplier, is not far from the center of Frankton. And not far from the center of this shop is a three-machine cell dedicated to machining differential cases for a second-tier automotive supplier.

这三台机器都是CNC垂直加工中心。在两台机器上，这些工件在四个侧面进行了加工，这使得旋转索引上的零件成为访问单个设置中所有四个侧面的有效方法。问题是，某些功能不在索引器的中心旋转线上，这意味着应用于加工这些功能的推力可能会对此操作的成功产生严重的后果。在这种情况下，偏心操作涉及一些相当重的钻孔，产生大量的扭矩载荷，以避免偏转或工具聊天。

"We just had to find an indexer built and designed to handle these kinds of loads," says Keith Graham, president of Cerden & Sons, which was founded by his grandfather, Russ Cerden, in 1939. "Otherwise, we wouldn't have even quoted on this job."

对于Cerden＆Sons等商店来说，无法引用这样的工作并不是一件好事。这正是该公司所在的工作 - 到大量的汽车零件生产。

这些工作的竞争是激烈的。成本压力很高。许多操作的公差为0.001英寸或更少。但是，如果商店赢得合同，则工作稳定。例如，差异案例已经运行了一年多，每天三班。

分配给该工作的设备显示了它。当然，机械维护设备是一个恒定的优先级，但美学不是。例如，在其中一个索引器上，构建器的徽标几乎完全消失了。您几乎无法在侧面弄清红色SMW。其中一位CNC是Lagunmatic 3516，显然是多年来一直在赚取的，但是正如Graham先生指出的那样，重要的是“它的外观，而是它的运行方式”。这些是商店中一些较新的机床。

生产力和灵活性

在工厂中拥有许多较旧的机床并不会导致格雷厄姆先生的尴尬。他们中的大多数不是CNC。他解释说：“自动化的计算机机床不一定符合我们的生产理念。”“这里的经济和灵活性是这里的主要问题。自动化很昂贵，而且并不总是那么灵活。”

The answer is using manual machines as low-cost modules in flexible cells. The machine tools—various horizontal and vertical milling machines, drill presses, turret lathes, OD grinders, and so on—are arranged in cells, each machine dedicated to one or two operations. Workpieces are handed off from machine to machine by the operators. As many as ten or fifteen machines may be arranged to make up a production cell. The company owns more than 300 machine tools stored in warehouses in Frankton and nearby Alexandria.

"All of this equipment is paid for. We don't have to have it running all the time to meet a return on investment," Mr. Graham says. This means a cell can be allowed to sit idle without incurring a penalty, especially considering the very low investment it represents. For many of the production contracts that Cerden & Sons holds, parts are run only a few days a week or even only a few days a month.

格雷厄姆斯先生继续说：“我们有能力为这份工作做好一切设置，并在实现生产目标时简单地搬进运营商的工作人员。”“我们的人民代表了我们运营中最灵活，最有能力的一部分。”大约有120个在那里使用，分布在三班上。

处理检查例程是这种方法很有意义的领域。大多数合同都要求使用SPC（统计过程控制）技术，但需求在一部分之间差异很大，甚至在同一部位上甚至功能。解决方案是使用手动量规和手持数据收集设备，并在每个工作站上张贴详细的，分步的说明表。这可以最大程度地减少成本，但最大化合规性。该商店通常会通过其供应商的质量审核，但正如格雷厄姆先生指出的那样：“从长远来看，您必须保持持续的警惕。这就是这个行业的本质。”

A Case In Point

尽管具有CNC设备的差分病例细胞是非凡的，但它遵循该工厂其他生产细胞的模式。该单元由三个VMC组成。Lagunmatic 3516和Leadwell MCV-760AP相互面对，在相同的设置中执行相同的操作。第三个VMC（HURCO BMC 30HT/m）在较短的周期时间内执行次要操作，并跟上其他两台机器的输出。

所有三个站都依靠旋转索引器，但在前两个索引中，索引是生产策略中必不可少的，更关键的部分。将零件夹在固定在索引器头部和尾部的盒子式固定装置中。如图1所示，在固定装置的顶板上提供了夹紧和定位。顶部和底部的板带有开口，可以访问工件的顶部和底部；侧面开放用于加工工件的侧面。索引器以90度增量旋转以提供四面加工。图2（左下方）显示了其他三个位置。

Because indexing time is short and very accurate, once a tool change has been made it is faster to do all the work with that particular tool on every side of the workpiece that needs to be machined by that tool. There are ten tool changes and eight indexes on these first two VMCs.

Off The Center Line

在索引器上的负载方面，最严重的操作是在零件表面钻孔的一系列0.528英寸的直径安装孔。12个孔形成一个直径7.560英寸的螺栓孔圆。许多孔位于索引器旋转运动的中心线上。需要的是具有足够准确性和刚性的旋转索引器。精度是一个问题，因为任何索引误差都乘以距中心线的距离。同样，刚度是一个问题，因为通过钻头产生的扭矩与距中心线的距离成比例增加。

在这种情况下，商店选择了SMW Systems，Inc。（加利福尼亚州圣达菲斯普林斯）的Accu-Rock旋转索引。当地分销商JM Precision Products的Jon Maynard与Cerden＆Sons的工作人员合作，并推荐了这些索引，并在此过程中提供了建议和技术支持。所有三台机器均配备了ET200或非常相似的ET200V型号，这些型号具有8英寸的面板。由于工件的尺寸及其重量（约30磅）和盒子固定装置的大小，因此所有三台机器均配备了重型尾杆，用于舷外支撑。

格雷厄姆先生回忆说：“当我们在设计申请并准备报价时，僵化是我们的首要考虑因素。”“一旦我们看到一张旋转桌，这一尺寸的旋转桌子被额定为1000英尺（制动扭矩），我们就知道我们可以出价。”

The key to the rigidity and accuracy of this rotary indexer lies in its face gear coupling design, which is free of the backlash found in worm screw systems typically found in rotary indexers. This design minimizes deflection and contributes to positioning accuracy, which the builder states is ±5 arc seconds or 0.001 inch at a 4-inch radius. Repeatability is given as 1 arc second.

另一个重要的设计考虑Mr. Graham was that the face gear actuating mechanism does not require lifting the faceplate during indexing. "With the box-type fixture and tailstock, there's no convenient way to accommodate such a lifting motion, and this setup is essential to four-sided machining of the part," he says.

格雷厄姆先生说，整个VMC设置的关键是索引的准确性和每台机器工作台的定位。他解释说：“我们正在将两个1.001英寸直径的直径孔加工到差异外壳的相对侧的±0.0005英寸。这两个孔必须位于相同的轴上，并平行于0.0005英寸的安装脸。”当在这些孔上切割孔时，索引器必须首先转动90度，而VMC桌子则在适当的孔位置移出0.220英寸的中心。然后，索引器必须旋转180度，并且VMC表必须沿相反方向移动0.440英寸才能完成另一个饰面切割。

"Any inaccuracy in the indexing or the table positioning will obviously cause a defective part," notes Mr. Graham. "When our customer saw our process sheets prior to production startup, they were extremely leery of our ability to hold the desired tolerances. However, in the past year, we have shown excellent machine and process capability and the customer has been very satisfied."

在任一VMC上完成的工件都​​移至Hurco进行次级操作。该机器上设置了类似的盒子式固定装置，但在三个索引中仅在两个侧面执行操作。

没有资源未开发

在生产环境中，诸如Cerden＆Sons之类的商店必须习惯于寻找简单但有效的方法来解决加工挑战并尽可能充分利用现有资源。旋转索引提供了一个例子。

"The differential case doesn't use the incremental indexing capability of these units," Mr. Graham explains, "but we recognized its value." (The indexers can be programmed to rotate bidirectionally in 5-degree increments.) "We soon saw an application for this capability on a shift fork we produce in small but repeat batches."

该工件是钢锻造的工程，在老板端有三个公寓，一个在0度处有一个，一个是+15度，1度为-15度，如图3所示。“索引器非常适合工作。我们在简短的生产在Hurco上运行 - 以15度增量削减。这是快速而准确的。”他说。

这是一个非常迷人的应用程序吗？否。但是，这家商店的任何访客或印第安纳州弗兰克顿的任何访客都会同意，魅力在这里不算太多。这里重要的是有效的，是实用的，可靠的，持久的，坚固的。