Les vibrations à basse fréquence augmentent la productivité de l'atelier

Cette vidéo décrit brièvement les vibrations à basse fréquence. Crédit :Marubeni Citizen-Cincom Inc.

Tourner des superalliages sur une machine est un défi. Ces matériaux souvent tenaces peuvent être durs pour les outils de coupe au carbure et produire de longs copeaux filandreux qui s'enroulent autour des pièces et laissent derrière eux une mauvaise finition de surface. Casser des copeaux courts avec ce matériau était une lutte pour un atelier de travail jusqu'à ce qu'il découvre une nouvelle technologie dans une machine de type suisse qu'il a récemment achetée.

Avant de découvrir la technologie qui a radicalement modifié la façon dont elle usine les travaux sur un tour de type suisse, Slabe Machine Products (Willoughby, Ohio) s'appuyait sur un liquide de refroidissement à haute pression pour casser les copeaux et les retirer de la zone de coupe. Cependant, avec ce processus seul, il peut être difficile de positionner correctement le flux de liquide de refroidissement à l'angle et à la pression parfaits pour réussir.

Lorsque Slabe Machine a acheté son premier tour de type suisse Marubeni Citizen-Cincom équipé de la technologie de vibration à basse fréquence (LFV) en 2018, l'atelier a bénéficié d'avantages immédiats, notamment des copeaux courts, une durée de vie de l'outil et une finition de surface de la pièce améliorées, des gains de temps , et une productivité globale accrue. En fait, l'entreprise a été tellement impressionnée par la machine qu'en un an, elle a acheté 10 types suisses supplémentaires avec LFV.

Mais qu'est-ce que LFV et comment Slabe Machine l'applique-t-il ?

Le fer de lance de l'innovation

Adopter pleinement les nouvelles technologies telles que LFV n'est pas hors de propos pour Slabe Machine. L'entreprise est connue pour être à la pointe de l'innovation, selon le copropriétaire Brendan Slabe. "Nous plongeons généralement au début de toute nouvelle technologie", dit-il. « Les gens conduisent le moteur, mais la technologie vient juste derrière. Si vous avez une belle fusion de la technologie et des gens, vous avez une recette gagnante."

Après avoir expérimenté la technologie "qui change la donne" de LFV sur son premier tour de type suisse Marubeni Citizen-Cincom équipé de cette technologie, Slabe Machine a acheté 10 autres machines identiques en un an. Crédits photo :Slabe Machine Products

Desservant des industries telles que l'aérospatiale, les armes à feu, le médical, la production d'énergie, les vannes et les roulements, l'atelier accepte une variété de travaux qui nécessitent un éventail de capacités d'usinage. Par conséquent, Slabe croit qu'il faut se tenir au courant des dernières innovations pour toujours être positionné pour répondre aux attentes de plus en plus exigeantes des clients. Il dit que son entreprise a été l'une des premières à acheter des machines multi-axes, et il tient à disposer des dernières technologies en matière de tours, d'affûteuses d'outils et de fraises CNC, de machines de type suisse, d'imprimantes 3D et de machines à jet d'eau.

Ainsi, lorsque le distributeur de Slabe Machine pour les machines-outils Marubeni Citizen-Cincom, Concentric Corp. (Cleveland, Ohio), a suggéré que l'atelier essaie la technologie LFV, Slabe a accepté l'idée. Il a acheté un centre de tournage Citizen L20 Swiss sur lequel il a réalisé des opérations de tournage, de rainurage et de perçage avec LFV.

Slabe appelle le moment où il a découvert à quel point cette technologie fonctionne un moment "eureka". "Nous avons trouvé un endroit magique où nos outils sont passés de 50 pièces à 500 pièces", explique-t-il.

Des vibrations ? Pas de problème

Bien que les vibrations ne soient généralement pas les bienvenues dans un processus d'usinage, les vibrations à basse fréquence, développées par Citizen pour ses tours de type suisse, se sont avérées bénéfiques pour Slabe Machine à bien des égards. Parce que la technologie est spécialement conçue pour les matériaux difficiles à usiner - tels que l'Inconel, l'Hastelloy, l'acier inoxydable, le cuivre et l'aluminium - elle a fait des merveilles sur les 11 poupées mobiles Marubeni Citizen-Cincom de type suisse, qui comprennent L12, Modèles L20 et L32.

Comment les vibrations fonctionnent-elles à l'avantage d'un outil de coupe? La technologie LFV fait volontairement osciller la fraise dans l'axe Z en fonction de la rotation de la barre. Parfois, cela fait complètement sortir la fraise de la coupe.

Selon Marubeni Citizen-Cincom, les coupes d'air intentionnelles cassent les copeaux en petits morceaux afin qu'ils puissent être facilement expulsés, minimisant les problèmes d'enchevêtrement des copeaux en spirale autour de la pièce ou de l'outil, connu sous le nom de "nidification d'oiseau".

"Cela ressemble à des vibrations problématiques lorsque le LFV est utilisé", explique Slabe. "Mais l'outil ne se détache de la pièce que pendant une nanoseconde, il se réengage et transforme les copeaux en (petits) copeaux presque comme du fraisage. Les outils durent remarquablement plus longtemps."

Contrôle de la taille des puces

Les tours de type suisse qui contiennent LFV offrent également la possibilité de contrôler parfaitement la taille des copeaux. "LFV est une synchronisation d'oscillation hautement sophistiquée via les entraînements de la machine", explique Matt Klecka, vice-président des ventes chez Concentric Corp. "Son contrôle est aussi simple que de modifier des variables dans une ligne de code de programme pour modifier la configuration de votre puce."

Slabe Machine a utilisé plusieurs ³ /₈ des forets de 1 pouce qui pénétraient à près de cinq pouces de profondeur dans cette application, qui produisaient autrefois des copeaux longs et filandreux qui affectaient la durée de vie de l'outil et la finition de surface. Mais les puces courtes sont maintenant produites en utilisant la programmation de LFV dans le contrôle de la machine.

Pour trouver la puce parfaite pour un débit optimal ou le "sweet spot" comme le dit Slabe, il faudra peut-être quelques essais et erreurs de la part du machiniste. Il explique qu'il n'y a pas de manuel de référence pour trouver les bons paramètres où l'outil fonctionne parfaitement et quand la puce se cassera au bon moment. Il ajoute qu'il croit que les connaissances tribales sont impliquées.

Slabe cite un exemple spécifique du moment où LFV a créé des puces plus courtes pour une application Hastelloy à l'atelier avec "plus de chaînes". Ici, l'entreprise a utilisé plusieurs ³ /₈ -inch forets qui pénétraient près de cinq pouces de profondeur. "Nous avions l'habitude d'avoir de longs copeaux filandreux, retenant la chaleur et tuant les outils en carbure qui s'enroulaient au hasard autour des forets et nous obligeaient à arrêter le processus à mi-chemin afin de les tirer et de les purger", dit-il. Mais maintenant, ils sont petits - exactement comme il aime ses jetons.

Selon Marubeni Citizen-Cincom, une accumulation minime sur les bords de coupe, une génération de chaleur et une consommation d'énergie réduites sont des avantages supplémentaires de la technologie LFV. De plus, le même type d'outils de coupe que Slabe Machine utilise pour le tournage conventionnel peut également être utilisé pour le tournage LFV. L'entreprise l'utilise également pour les opérations de perçage, de rainurage et de filetage. Dans le cas d'applications de rainurage, l'outil de rainurage oscille/plonge dans et hors de la circonférence de la barre dans l'axe X.

La productivité augmente

Après avoir mis en œuvre une machine de type suisse avec LFV, Slabe Machine a rapidement connu une durée de vie d'outil plus longue, une finition de surface améliorée de

Slabe dit que LFV a introduit des opportunités pour usiner de nouveaux types de pièces sur ses tours de type suisse qui étaient auparavant réalisées sur d'autres machines. Par exemple, les coquilles de pointe aérospatiale sont maintenant usinées sur les tours suisses.

pièces à usiner et des gains de temps pour le machiniste et l'entreprise dans son ensemble. Ces avantages sont tous synonymes d'augmentation de la productivité pour l'entreprise. En raison de ces résultats, Slabe a pris la décision d'acheter plus de machines avec LFV. Le moment était venu car toutes les machines suisses de l'entreprise devaient être remplacées en raison de leur ancienneté.

"Je prévoyais de remplacer les machines une par une, mais j'ai simplement décidé de les remplacer en moins d'un an car les avantages en termes d'efficacité étaient si importants", déclare Slabe, notant qu'il n'achètera probablement pas un autre type suisse qui n'a pas n'intègre pas cette technologie.

Slabe dit que LFV a introduit des opportunités pour usiner de nouveaux types de pièces sur ses tours de type suisse qui étaient auparavant réalisées sur d'autres machines. Par exemple, les coquilles de pointe de l'aérospatiale sont maintenant usinées sur les tours suisses. Il explique que, dans le passé, l'entreprise perçait les trous pour ces pièces sur une machine séparée, mais maintenant les trous peuvent être percés sur la Suisse. "Généralement, les machines suisses n'avaient ni la force ni la puissance nécessaires pour percer des trous d'un demi-pouce à quatre ou cinq pouces de profondeur", dit-il. "Mais maintenant, il coupe un peu plus librement car il ne coupe que progressivement avec la technologie LFV." Il ajoute que ce type d'"usinage à grande vitesse" permet des coupes plus légères tout en utilisant moins de puissance par rapport aux procédés conventionnels qui nécessitent une puissance plus élevée et des coupes plus lourdes.

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