La ligne de transfert réduit les délais pour le constructeur automobile

En combinant des processus tels que l'usinage et la mesure avec l'automatisation, les lignes de transfert peuvent augmenter la productivité. Cependant, les exigences complexes et diverses de fabrication de composants pour voitures et autres véhicules utilitaires peuvent compliquer le développement de lignes de transfert pour l'industrie automobile. Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain (Schwalmstadt, Allemagne), membre du groupe technologique DVS, a relevé le défi de créer et de mettre en œuvre une ligne de transfert pour un constructeur allemand de véhicules utilitaires qui devait pouvoir produire des engrenages coniques dans un temps de cycle de ligne rapide. La solution a entraîné une réduction de 30 % du délai total pour le fabricant en maximisant la productivité.

Étant donné que Werkzeugmaschinenbau Ziegenhain (WMZ) est spécialisé dans les machines conçues pour produire des composants en forme d'arbre, le constructeur automobile a contacté l'entreprise pour voir si elle pouvait concevoir une solution de production intégrée qui pourrait combiner plusieurs étapes d'usinage pour usiner complètement des engrenages coniques de différentes géométries tout en maintenir un temps de cycle de ligne de trois minutes de l'ébauche forgée à la pièce finie.

WMZ a choisi trois machines de sa série modulaire V300 pour constituer la ligne de transfert, qui comprend également des systèmes d'automatisation et de mesure. Chaque machine a été affectée à sa tâche d'usinage spécifique en sélectionnant les outils appropriés.

"La possibilité d'avoir une solution personnalisée conçue spécifiquement pour l'application avec tout à partir d'une source unique a été l'une des principales raisons pour lesquelles le client a opté pour WMZ", déclare Mario Preis, directeur général de DVS.

La ligne de transfert démarre lorsque les ébauches, qui pèsent entre 6 et 40 kilogrammes, sont placées sur un système de convoyage avec une pince qui automatise le passage sur toute la ligne de transfert. Le système d'automatisation réduit le travail manuel car les pièces n'ont pas besoin d'être déplacées ou stockées entre les étapes d'usinage. Il amène les flans à la première machine, où ils sont coupés à longueur et centrés. La machine dispose de deux tourelles à couronne flexible avec une interface HSK 63 pour la rigidité et la puissance d'entraînement, tandis que les pinces de centrage maintiennent les pièces avec une large plage de serrage pour réduire le besoin de réoutillage.

Un chargeur à portique déplace les pièces vers la deuxième machine, où elles subissent l'ébauche selon quatre axes et la finition de la tête conique. L'électrobroche intégrée à usage intensif est spécialement conçue pour l'application, avec une puissance d'entraînement allant jusqu'à 124 kW pour des profondeurs de coupe allant jusqu'à 10 millimètres, indique la société.

La finition et le taillage du tourillon de l'engrenage conique dans le processus de taillage ont lieu dans la troisième et dernière machine de la ligne. Combiner tournage et taillage en un seul serrage améliore la précision et l'efficacité. Les biseaux auraient une concentricité inférieure à 10 microns après finition, et l'unité de taillage développée par WMZ produirait des cannelures avec des tolérances inférieures à 10 microns sur les billes. La trajectoire de décalage de 140 millimètres de l'unité de taillage est conçue pour maximiser l'utilisation de la fraise de taillage. Un mandrin et un chariot hydrauliques combinés à un support SK 30 permettent une précision de changement de 3 microns pour un réoutillage facile, indique la société.

Une fois que les engrenages coniques ont traversé les trois machines, ils sont mesurés dans un système de mesure intégré avec retour de données mesurées et correction dimensionnelle automatique, ce qui, selon WMZ, a réduit le taux de rebuts du constructeur automobile. Il élimine également la nécessité pour la ligne de transfert de fonctionner à pleine vitesse en vue de la production de masse.

Après la mesure, les engrenages coniques sont amenés automatiquement aux deux machines à tailler les dents existantes du client pour la coupe des dents en spirale. L'engrenage conique est alors prêt à être installé.