Flex-Hone in der Anwendung bei der Copeland Corporation, einem Kompressorenhersteller aus Ohio, USA
Die Copeland Corporation in Sidney, OH, produziert zugängliche und verschweißte Motorverdichter sowie Kondensationseinheiten mit Kapazitäten von 1/4 PS bis 100 PS. Das Unternehmen stellt jährlich 750.000 Kompressoren her. Die Körper der Kompressoren werden von externen Lieferanten gegossen und an das Werk von Copeland geliefert.
Laut Bruce Demers, Fertigungsingenieur des Unternehmens, hält Copeland sehr strenge Standards bei der Reinigung und Entgratung der Teile ein. Dies geschieht, sagt er, weil Kontaminanten, wie Gusseisenstaub, Späne und Grate, die in einem montierten Kompressor lose sind, dazu führen können, dass die Einheit ausfällt.
Die Entgratungsoperation bei Copeland ist besonders kritisch, da bei jedem Kopfdeckel des Kompressors am Zylinder zum Zeitpunkt des Bohrens des Zylinders ein Grat entsteht. Die Kompressoren reichen von einem Zylinder bis zu neun in Tandemeinheiten.
Um eine effiziente Lösung für sein Entgratungsproblem zu finden, hat Copeland ein innovatives Entgratungs- und Finishing-Werkzeug namens Flex-Hone eingesetzt. Hersteller ist die Firma Brush Research Manufacturing Co., Inc., Los Angeles, CA. Das Werkzeug besteht aus einem elastischen Hone mit abrasiven Lamellen, die an den Enden von hochdichten Nylonfilamenten befestigt sind. Bei Copeland wird das Hone in ein manuelles Druckluftwerkzeug eingesetzt und mit einem Standard-Spannfutter gesichert.
Das Entgraten von Kompressoren bei Copeland funktioniert nun wie folgt: Die Gussstücke kommen im Werk an und werden auf eine von drei Messstationen gelegt, wo alle Maschinenabmessungen des Gehäuses erstellt werden. Der Kopfdeckel wird zweimal bis zur Mikroanforderung des Unternehmens von 125rms gefräst. Das Teil wird dann in eine Finish-Bohrmaschine eingesetzt. Während dieses Verfahrens entsteht ein Grat an der Kopfoberfläche, wo der Bohrer kreuzt. Wenn der Grat dort verbleiben würde, könnte er dazu führen, dass der Kopf nicht richtig sitzt, was das Abdichten der Dichtung verhindern würde. In beiden Fällen könnte der fertige Kompressor undicht sein. An diesem Punkt, nach dem Bohren, platziert ein Bediener das Gussstück auf einer seiner Maschinenoberflächen, so dass der Zylinder sich in einer horizontalen Position befindet. Er verwendet das Druckuftwerkzeug und entfernt den Grat mit dem Flex-Hone. Das Hone dreht sich mit etwa 100 U/min.
Die Hones variieren im Durchmesser von 1 Zoll bis 3 Zoll, haben eine 180er Körnung und das Schleifmittel Siliziumkarbid. Copeland stellt Kompressoren mit 15-20 verschiedenen Bohrungsgrößen her, so dass jedes Flex-Hone eine Reihe von Größen abdeckt, wobei das Hone immer etwas größer als die Bohrung ist. Ein Bediener kann ein Teil in 0,25 Sekunden mit dem Werkzeug entgraten. Das Unternehmen, so Demers, hat keine Probleme mit dem Entgratungs-/Finishing-System erlebt. Der Gesamtverbrauch des Flex-Hone im letzten Jahr belief sich auf 2400 Einheiten, was durchschnittlich 312 Stücke pro Hone entspricht.
Durch den Einsatz des Flex-Hone-Werkzeugs, sagt Demers, konnte Copeland hohe Qualitätsstandards bei minimalen Kosten aufrechterhalten. Ohne das Werkzeug stünde das Unternehmen vor zwei kostspieligen Optionen. Die erste Alternative wäre, den Bohrköpfen ein Fasen- oder Entgratungswerkzeug hinzuzufügen. Dies würde den Kauf neuer Bohrköpfe erfordern, die jeweils zwischen 1.000 und 2.000 Dollar kosten würden. Derzeit betreibt das Unternehmen 30 Bohrköpfe.
Die andere Alternative wäre das manuelle Entgraten, das pro Teil 0,25 Minuten Arbeitszeit erfordern würde. Die direkten Arbeitskosten für diesen Ansatz würden 50.000 Dollar übersteigen. Diese Zahl ist nicht nur unakzeptabel hoch, sondern würde, wie Demers hervorhebt, die Gesamtkapazität des Unternehmens verringern.