Les dernières innovations en matière de serrage d'outils et de serrage qui vous aident à augmenter votre productivité

Une variété de nouveaux systèmes de serrage et de serrage d'outils offrent aux fabricants de nombreuses options en matière de travail des métaux. Voici de nouveaux systèmes qui peuvent vous aider à améliorer à la fois la qualité des pièces et vos résultats.

Quiconque a passé suffisamment de temps devant un centre d'usinage CNC reconnaît l'importance d'outils de coupe de haute qualité. Ils savent également que, à moins que vous n'entraîniez ces perceuses, fraises en bout et autres fraises avec un parcours d'outil efficace et les avances et vitesses appropriées, les résultats seront moins que souhaitables.

Malheureusement, trop de machinistes et de programmeurs acceptent le statu quo sur le reste de l'équation d'usinage. Ils se contentent par exemple de supports à verrou latéral qui génèrent un faux-rond tueur d'outils, ou se contentent d'étaux de machiniste fatigués qui serviraient mieux d'ancres de bateau de pêche.

Certes, les machinistes sont souvent à la merci des gens du front office et doivent justifier toute nouvelle dépense d'outillage. La bonne nouvelle est que cette tâche onéreuse n'a pas à être difficile. Même une amélioration mineure de la productivité ou de la qualité des pièces est souvent suffisante pour créer un argument incontestable en faveur d'un investissement technologique, et comme vous le verrez dans les exemples suivants, le retour sur investissement est généralement mesuré en mois et parfois en semaines, pas en années.

Le problème avec les porte-outils

Pensez aux porte-outils. La tige Weldon a été inventée en 1918 par un outilleur nommé Carl Bergstrom après avoir découvert que son autre invention - une fraise en bout avec une cannelure hélicoïdale à 30 degrés - avait tendance à s'arracher lors de coupes lourdes. Bergstrom a fait ce que n'importe quel machiniste aurait fait :il a rectifié un petit plat sur la tige de la fraise en bout, a percé et taraudé un trou sur le côté du porte-outil et a utilisé une vis de réglage pour verrouiller la fraise en bout en place. Problème résolu.
 

Un siècle plus tard, ce besoin de base en matière de porte-outils n'a pas changé. En fait, c'est encore plus important, car les machinistes d'aujourd'hui prennent des coupes plus lourdes et fraisent des matériaux plus résistants que Bergstrom aurait pu imaginer. Ce qui a changé, cependant, c'est le fait que les broches tournent aujourd'hui à des vitesses jusqu'à 100 fois plus rapides que les Cincinnatis et Garvins de l'époque de Bergstrom. Cela signifie que la quantité relativement élevée de faux-rond et de déséquilibre pour lesquels les porte-outils à verrouillage latéral sont connus est considérablement amplifiée, ce qui entraîne une durée de vie de l'outil et une qualité des pièces médiocres. Pire encore, un tel déséquilibre entraîne inévitablement des dommages à la broche, l'emportant facilement sur tout souci concernant l'investissement dans de nouveaux porte-outils.

La bonne nouvelle? Une poignée d'excellentes alternatives aux fraises plates et aux porte-outils latéraux Weldon sont disponibles. Tous sont plus équilibrés et la plupart offrent une résistance équivalente ou supérieure à l'arrachement de l'outil, et ils sont sûrs d'améliorer les opérations de fraisage et de perçage, quelle que soit la force avec laquelle vous poussez l'outil.

Voici deux exemples :

Porte-outils Heavenly Hydraulics

Ronald West, chef de produit mondial senior pour les systèmes d'outillage chez Kennametal Inc., explique que l'entreprise propose trois variantes de porte-outils hydrauliques ainsi que des extensions et des manchons de réduction.

En raison de sa puissance de préhension plus élevée, il recommande le premier d'entre eux, l'HydroForce, comme premier choix pour les applications de fraisage en bout, de perçage et d'alésage, suivi des gammes haute performance et Slim pour les applications de perçage. Il recommande également de sélectionner le plus grand diamètre d'alésage de mandrin pratique pour l'application et de le manchonner pour s'adapter à l'outil. Cela réduit les coûts d'outillage, augmente l'adhérence et maximise la flexibilité tout en permettant à l'adaptateur d'être utilisé pour de multiples autres applications dans l'atelier. "Bien que tous les mandrins hydrauliques Kennametal partagent les mêmes caractéristiques, je considère HydroForce, avec sa force de préhension et sa précision supérieures, comme le porte-outil ultime", déclare-t-il.

Pas d'air chaud :porte-outils à ajustement serré

Brendt Holden est tout à fait d'accord sur la nécessité de porte-outils bien équilibrés, quelle que soit la méthode de serrage.

Président de Haimer USA, il propose une gamme complète d'équipements d'équilibrage d'outils ainsi qu'une large sélection de porte-outils, dont un grand pourcentage sont à ajustement serré.

"Nous sommes le leader de l'industrie en matière de technologie de frettage inductif et avons plus de 30 modèles de machines de frettage", dit-il, ajoutant que le processus de frettage a beaucoup changé depuis son introduction au début des années 90. Là où les premières machines utilisaient de l'air chaud pour chauffer le porte-outil et dilater suffisamment l'alésage pour tomber dans un outil, l'équipement de frettage moderne s'appuie plutôt sur le chauffage par induction, qui, selon le diamètre du porte-outil, peut être aussi court que deux secondes. Le frettage est extrêmement facile à utiliser, souligne Holden, et offre une précision de 3 μm (0,0001") ou mieux, des forces de serrage extrêmement élevées et un équilibre exceptionnel. De plus, les porte-outils peuvent être équipés de puces RFID pour le suivi de l'usinage et de l'outil. données pour ceux qui sont intéressés par une stratégie Industrie 4.0.

Il est important de noter que Haimer et Kennametal proposent également des porte-outils mécaniques tels que des pinces ER et des mandrins de fraisage, comme le font de nombreux autres fabricants. Comme mentionné précédemment, l'important est de tester les options disponibles et d'évaluer celles qui fonctionneront le mieux dans votre boutique. Il en va de même pour les systèmes de serrage. Bien qu'un étau de machiniste de haute qualité et bien entretenu ait sa place, il existe des options plus rapides, plus solides et plus précises.

Mise à zéro

L'un d'eux vient de Schunk Inc., où le chef de l'équipe de serrage fixe Brad Evans souligne la technologie de changement rapide VERO-S du fabricant d'outils. Vous le connaissez peut-être sous le nom de point zéro.

Il utilise un bouton de rétention ressemblant à celui que l'on voit à l'extrémité arrière de n'importe quel porte-outil de centre d'usinage CNC, qui peut être fixé directement à une pièce, un montage ou un étau. Cela s'accouple avec un mécanisme de serrage qui à son tour se boulonne sur une plaque de base montée sur machine. Le système offre une répétabilité de localisation de <5 μm (0,0002") standard et de 2 μm avec une goupille de serrage SPG. Une activation pneumatique et manuelle est disponible, et selon la taille de la pièce, même un seul mandrin VERO-S peut suffire à maintenir en toute sécurité une pièce. Cela dit, deux ou plus est l'approche préférée, si la taille le permet. Le site Web de Schunk annonce plus de 1 000 variantes de serrage.

Prouesse de palette

"Il est assez courant d'utiliser le système VERO-S dans les applications de palettisation", déclare Evans. « Ici, vous montez l'étau ou la fixation sur une palette, fixez des boutons de point zéro au bas de la palette, puis serrez simplement le tout sur la table avec VERO-S. Cette option est particulièrement appréciée des centres d'usinage 5 axes. La palette peut être remplacée par l'opérateur en quelques secondes ou, si la machine est équipée d'un robot, peut être entièrement automatisée pour changer les pièces et/ou les palettes. Je connais des clients qui installent une bibliothèque de 30 ou 40 palettes et font fonctionner leurs machines 5 axes tout le week-end sans surveillance. Nous avons également vu certains ateliers attacher une étiquette RFID à la palette, puis la numériser pour extraire le programme de pièces et les informations de décalage d'outil. Quelle que soit la façon dont on les utilise, le point zéro et la palettisation sont un énorme gain de temps à la fois pour la configuration et le temps de cycle. »

Relever le défi

Quelqu'un qui connaît tout sur l'usinage 5 axes est Ray Strickland, vice-président des ventes et du marketing pour Raptor Workholding Products Inc. 

La société est connue pour sa large gamme de montages à queue d'aronde, de colonnes montantes et d'adaptateurs, tous conçus avec la portée élevée et l'empreinte compacte nécessaires au travail sur 5 axes. Strickland dit que la plus grande demande ces derniers temps vient des magasins qui souhaitent presser plus de pièces sur leurs tables de machines. « Il y a quelques années, nous avons lancé le Raptor 720 Challenge », dit-il. « Il y a 30 jours dans un mois et 24 heures par jour, et notre objectif était d'aider les ateliers à faire tourner leurs broches pendant autant d'heures que possible. Nous avons maintenant plusieurs clients qui ont plus de 680 heures de fonctionnement par mois. »

Strickland attribue ce succès à l'utilisation des multi-fixations palettisées de Raptor. Grâce à sa conception unique, les clients peuvent charger une douzaine de pièces ou plus dans une fraiseuse 5 axes et revenir plus tard dans le quart de travail ou même le lendemain pour les pièces finies. Et grâce à la gamme de produits de serrage à point zéro de la société qui sera bientôt lancée, les opérateurs pourront remplacer l'ensemble du dispositif en quelques secondes. "Il s'agit de garder la machine occupée à fabriquer des chips pendant que vous n'êtes pas là", dit-il.

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Ces nouveaux systèmes peuvent vous aider à améliorer à la fois la qualité des pièces et vos résultats.

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