IMTS 2018 :Kennametal innove avec les connexions de broche

Dans une interview avec Kennametal à IMTS 2018, nous prenons le pouls de l'industrie et l'état de l'innovation du point de vue du fabricant d'outils de coupe. Nous discutons également de l'une des propres innovations de Kennametal dans les connexions de broche.

Le salon international des technologies de fabrication de cette année a été le plus important jamais enregistré. Lorsque près de 130 000 personnes sont présentes, la question se pose naturellement :où en sommes-nous dans l'industrie métallurgique en ce moment et où allons-nous ? Pour le savoir, nous nous sommes entretenus avec un dirigeant de l'un des plus grands fabricants d'outils de coupe du secteur.

"Je pense que notre situation dans le monde de la fabrication est très solide", déclare Doug Ewald, vice-président des ventes chez Kennametal, qui travaille dans l'industrie depuis 30 ans et a une formation d'ingénieur en métallurgie et matériaux. "Le secteur a un peu mûri, donc vous voyez moins de grandes percées, mais vous voyez des progrès continus qui rendent vraiment nos produits plus efficaces pour nos clients et les aident vraiment à réduire leurs coûts."

Ewald dirige un groupe mondial axé sur les constructeurs de machines-outils, les entreprises qui fabriquent des machines CNC avancées qui abritent des outils de coupe. Il a commencé sa carrière chez Kennametal dans l'une de ses installations de fabrication, mais il a également travaillé sur la recherche de nuances de métaux et le développement de nuances.

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Pour toute notre couverture du salon, rendez-vous sur Better MRO à IMTS 2018.

Les connexions entre la machine, l'outil de coupe et la broche :maintien de l'outil

Lors d'une session de conférence à l'IMTS, Ewald a fait une présentation technique axée sur la maximisation de la productivité, avec l'angle que la connexion de la broche est le "maillon le plus faible".

Comment prendre les capacités des machines d'aujourd'hui et les associer à des outils de coupe optimisés pour obtenir le meilleur rendement et être le plus rentable ? Il y a trois éléments :la machine-outil, l'outil de coupe et l'interface de la broche, ce qui, selon Ewald, est un aspect négligé dans la résolution de la productivité.

"Vous devez choisir la bonne machine-outil et vous assurer que vous disposez du bon outil de coupe, et ce que nous voulons mettre en évidence, c'est ce qui relie vraiment ces deux éléments :l'interface de la broche ou le serrage de la broche dans cette machine", déclare Ewald. . "Nous pensons vraiment que pour que nos clients maximisent leur efficacité, ils doivent prêter attention à tous ces éléments."

Éléments à prendre en compte :la rigidité est importante pour aider à résister à la flexion, de même qu'il y a de longues distances entre la pièce et l'outil de coupe et si vous avez des exigences de finition difficiles. Au fond, peut-on décoller le métal avec le couple et la puissance d'une machine donnée ? Et selon ce que vous coupez, il y a la vitesse de broche à comprendre, explique Ewald.

"Une grande, grande considération est le matériau coupé", dit Ewald. "Un outil conçu pour couper le titane sera vraiment très différent de l'outil conçu pour couper la fonte."

L'une des innovations les plus récentes de Kennametal est la gamme d'outils Harvi Ultra 8X, conçue avec une toute nouvelle nuance, la KCM40, axée sur l'usinage aérospatial du titane. Il s'agit d'une plaquette à deux faces avec huit arêtes de coupe.

"La nuance elle-même a des caractéristiques très spéciales avec un alliage spécial dans la pièce qui nous donne de très bonnes propriétés de déformation à des températures plus élevées, ce que l'on a tendance à voir avec le titane car le titane chauffe l'outil de coupe", explique Ewald. "Le titane a un mauvais transfert de chaleur, donc les puces deviennent très chaudes, vous avez donc besoin d'une nuance qui a une très bonne résistance à la déformation thermique."

Les propriétés de l'outil de coupe permettent de doubler ou de tripler le taux d'enlèvement de copeaux et d'augmenter simultanément la durée de vie de votre outil jusqu'à 100 %, déclare Ewald.

Équilibrage des capacités de flexion et de couple dans les applications de coupe

Pourquoi la résistance à la flexion est-elle importante lors de la coupe du métal ? Certaines connexions peuvent être capables de supporter un couple important, mais les forces de coupe nécessaires pour générer un couple aussi élevé généreront également des moments de flexion importants sur l'outil.

"Lorsque vous vous lancez dans des opérations de fraisage en bout, en particulier avec des porte-à-faux plus longs, de nombreuses connexions de broche ont une limitation assez sérieuse du moment de flexion qu'elles peuvent supporter", explique Ewald. "Il existe donc de nombreux cas où vous avez une machine-outil très rigide, un super outil de coupe, mais une interface de broche faible, donc vous ne pourrez vraiment pas obtenir les mêmes performances sur cette machine que si vous aviez une machine plus optimisée et stable. broche.”

Les exemples utilisés par Ewald se concentrent sur l'aérospatiale, où les matériaux pour l'enlèvement de métal nécessitent des outils et une puissance de machine performants. Pour équilibrer le couple et les moments de flexion avec la possibilité d'effectuer des "coupes agressives", Kennametal fait la promotion de son système de connexion de broche KM4X, qui, selon ses propres tests, a des résultats de déflexion de charge inférieurs à ceux de ses concurrents.

«Il y a beaucoup de science derrière cette conception. … Grâce à la combinaison des forces que nous fournissons avec le système de verrouillage, nous obtenons un avantage mécanique qui est presque cinq fois supérieur », explique Ewald. "Si la machine tire sur la barre de traction avec 10 livres de force, le système, grâce à son avancement géométrique, vous donne 50 livres de force de serrage."

KM4X est un système de serrage à chargement frontal et est conçu pour donner trois points de contact de surface, dont deux zones sur le cône et une sur la face de la connexion. Le premier contact se situe au niveau du diamètre de la jauge entre le cône de l'outil et le cône de la broche. Lorsque l'outil est tiré dans la broche, un contact est créé dans les deux zones des cônes et, en raison de l'ajustement serré, il n'y a toujours pas de contact de face.

Lors d'essais de déflexion statique indépendants entre ses propres produits (KM4X63 contre HSK63), Kennametal a découvert que le KM4X plie environ 40 % de moins que son produit HSK en utilisant la même charge et les mêmes conditions de fonctionnement, c'est-à-dire la même machine et le même outil de coupe. Il a également constaté qu'il produit une finition de surface 50 % meilleure et une durée de vie de l'outil 20 % plus longue.

« Grâce à ce contact très stable, vous pouvez faire tourner la broche beaucoup plus rapidement », explique Ewald. "Et il est également conçu pour traiter le liquide de refroidissement de manière très, très efficace."

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