신시내티 머신 CNC 터닝 센터로 5배 생산 성장 달성

아토믹 시티 툴(Atomic City Tool, ACT) Inc.은 자동차 및 비자동차 엔진 밸브 열간 단조용 툴링을 만들기 시작한 후 생산량이 급증했습니다. 5대의 신시내티 머신(Cincinnati Machine) 수평 CNC 터닝 센터로 구동되는 ACT는 단조 툴링 제작 5년여 만에 5배 물량 증가를 이뤘습니다. 30년 전 오크리지, 테네시 회사를 설립한 밥 스미스(Bob Smith)가 전합니다.

밀라크론(Milacron) 기계들(탈론 3대, 어벤저 2대)로 ACT는 사실상 완벽한 밸브 형상과 뛰어난 표면 마감을 내는 단조 툴링을 만듭니다.

ACT는 월 8,000~9,000개의 소모성 단조 툴링을 생산해 연간 5,000만 개 이상 밸브를 생산하는 두 밸브 제조 공장의 생산과 재고 요구를 충족합니다. 툴들은 H-10, H-11, H-13, H-19 강으로 다양한 밸브 크기와 구성으로 만들어집니다. 모든 툴은 열처리되며, 대부분 질화 처리도 됩니다.

밸브 제조업체 목표는 정밀 단조만으로 밸브를 완성 형상으로 성형하는 것이라고 스미스 씨는 말합니다. 이는 밸브 물리적 무결성을 최적화하면서 가공 공정과 부품 비용을 최소화합니다. 하지만 이는 툴링에 중요한 요구를 부과합니다.

밸브를 정밀 성형하기 위해 ACT는 익스트루전 툴과 코이닝 툴, 본질적으로 단조 다이를 만듭니다. 밸브 슬러그를 가열한 후 익스트루전 툴 보어에 압입해 밸브 형상(원형 스템이 넓은 베이스로 퍼지는 형태)을 만듭니다. 코이닝 다이가 밸브 베이스 하부 형상을 성형합니다.

"이 공정에 쓰이는 툴들은 실질적으로 완벽한 밸브와 단조 마감 언더헤드를 단조해야 합니다."라고 스미스 씨. 밀라크론 터닝 센터들은 치수 형상(ID, OD, 테이퍼 블렌딩)만 '정확히' 맞추는 게 아니라 0.8Ra 미만 표면 마감도 달성합니다.

ACT가 밀라크론 터닝 센터들에서 달성하는 정확도와 마감은 밸브 공장 툴 수명을 극적으로 늘렸고, 비용 많이 드는 마감 작업을 없앴습니다. "기계들이 밸브당 비용을 급격히 줄여주는데, 그게 핵심입니다."라고 그는 말합니다.

툴링 OD 범위 0.5~3.25인치, 길이 1~9.5인치. ID 스템 보어 최소 0.2664인치.

탈론과 어벤저 HTC들은 열처리와 질화 후 일부 피니시 치수도 하드 터닝으로 가공해 0.0005인치 미만 공차로 만듭니다. "로크웰 C 경도 최상단에 있는 툴들로 이는 터닝 센터의 강성과 댐핑 능력의 진정한 테스트지만, 반복정밀도가 훌륭했습니다."

아토믹 시티 툴은 정밀 툴, 게이지, 픽스처를 전문으로 하는 완전한 툴 앤 다이 작업장으로, 밀폐형 모터, 합성 섬유, 베어링, 스탬핑, 엔진/자동차 산업을 지원합니다. 펜실베이니아부터 플로리다, 대서양 연안부터 아칸소까지 고객을 둡니다. 35명 직원의 이 작업장은 창의적 가공과 엄격한 공차로 지역 내 명성이 높습니다.

5년 전 ACT가 경쟁 입찰로 밸브 툴링 계약을 땄습니다. 툴링이 즉각 히트쳤고 물량이 급증해 기존 선반 장비 용량을 금방 흡수했습니다. 추가 용량 절실해 스미스 씨와 직원들은 검증되고 다재다능한 터닝 센터를 찾아 고객이 요구하는 증가하는 양과 질을 충족하려 했습니다.

많은 주요 제조사 CNC 터닝 센터 평가 후 밀라크론 탈론 208 3대를 선택했습니다. 결정 요인은 강성, 마력, 척 용량이라고 스미스 씨. 특히 고경도 소재에서의 정확성에 깊은 인상을 받았습니다.

약 1년 반 후 다시 용량 확장을 위해 서브 스핀들 옵션 제공 터닝 센터를 봤습니다. "적절한 서브 스핀들 기계가 우리 일부 부품군에 엄청난 효율을 줄 거라 깨달았습니다."라고 스미스 씨.

ACT는 서브 스핀들 제공 거의 모든 터닝 센터를 평가했습니다. "어벤저 빼곤 모두 경작업용으로만 설계된 듯했습니다. 라이트 페이스 컷보다 조금 나을 뿐."이라고 스미스 씨. 어벤저는 훨씬 강력한 서브 스핀들(8마력 vs 타사 약 3마력)을 가집니다.

어벤저들은 어벤저에서 도는 모든 부품군 사이클 타임을 크게 단축했습니다. 서브 스핀들 기능으로 ACT는 더 적은 셋업과 가공 공정으로 많은 작업을 처리합니다. "예전엔 2번 작업 필요했던 많은 툴을 단일 작업으로 만듭니다."라고 스미스 씨. "어벤저 마력과 강성으로 밸브 툴링용 고경도 강에서 더 깊은 컷을 냅니다."

작업장은 탈론과 어벤저 CNC 터닝 센터들을 주 60시간(10시간 교대, 주 6일) 가동하며 고객 수요가 꾸준히 늘고 있습니다. 밸브 툴링이 회사 별도 사업부로 다뤄질 정도로 성장했다고 스미스 씨.

"향후 5년간 탈론이나 어벤저 3~5대 추가하고 비밀라크론 CNC 선반들 교체할 예정입니다. 밀라크론 터닝 센터 구매는 내 최고의 비즈니스 결정 중 하나였습니다. 금속가공 업계 많은 이들에게 추천했습니다."