Outillage dynamique pour fabrication moderne : avantages clés et conseils d'implémentation

L'outillage dynamique (live tooling) augmente les options de coupe d'un fabricant et permet aux machinistes d'effectuer des opérations autres que le tournage. Voici ce qu'il faut savoir pour maximiser votre investissement.

Les tours CNC traditionnels à 2 axes vont lentement dans le sens des pneus à flancs blancs, pour être remplacés par des machines de tournage-fraisage et multitâches toujours plus capables.

À cause de cette tendance, les accessoires d'outillage dynamique (synonymes d'accessoires d'outillage entraîné) deviennent des membres de plus en plus importants du département de tournage, responsables de l'usinage de rainures, perçage de trous transversaux et fraisage de caractéristiques de pièces qui nécessitaient auparavant des opérations secondaires sur l'un des centres d'usinage de l'atelier.

La plupart des outils dynamiques viennent de fournisseurs tiers, cependant, plutôt que du constructeur de machine. Vous pourriez vous demander : lequel acheter ? Quel fabricant utilise les meilleurs engrenages, roulements et joints ? Quelle marque est la plus précise et rigide, capable de tourner vrai année après année ? Et une fois que vos nouveaux porte-outils entraînés arrivent, quelles procédures de maintenance devriez-vous suivre pour éviter de débourser encore plus d'argent durement gagné sur ce qui est admis être un investissement d'outillage significatif ?

Trouver vos meilleures options d'outillage dynamique

Ce sont toutes d'excellentes questions, bien sûr, et celles que Scott Leitch peut aider à répondre.

Le responsable ventes et marketing chez EXSYS Tool Inc., Leitch explique que, même s'il y a beaucoup d'options d'outillage dynamique de haute qualité disponibles, les ateliers sont limités à ceux qui correspondent à leur tour spécifique et sa tourelle ou tourelles — contrairement aux broches CAT et BT communes à la plupart des centres d'usinage de nos jours (bien que ceux-ci évoluent pour inclure HSK et autres designs à double contact), les constructeurs de machines-outils ont largement suivi leur propre voie dans la conception de tourelle.

Sans nommer de noms ou offrir une préférence, Leitch dit que la majorité des tours à outillage dynamique sont équipés soit de tourelles VDI ou BMT. Le premier de ces acronymes signifie Verein Deutscher Ingenieure, que Google traduit par « Association des Ingénieurs Allemands ». Comme vous l'avez peut-être deviné, VDI est originaire d'Europe. Le corps du porte-outil a un arbre cannelé qui glisse dans un trou dans la face ou la périphérie de la tourelle et s'accouple à un mécanisme de tirette à came denté à l'intérieur. La rotation de l'outil de coupe est réalisée via un engrenage cannelé au bout de l'arbre, qui s'engage avec un servomoteur situé à l'intérieur de la tourelle.

Selon qui vous demandez, BMT signifie « base-mounted turret » (tourelle montée sur base) ou « bolt-mounted tooling » (outillage monté par boulons). Il utilise un motif frustrantement non standard de quatre trous de boulon et rainures de clé pour aligner et sécuriser l'outil entraîné aux faces extérieures de la tourelle. Comme avec l'outillage VDI, BMT est alimenté par un servomoteur à l'intérieur de la tourelle, bien que le couplage lui-même varie entre une interface cannelée — commune sur les tourelles à disque de marque Sauter — ou le plus commun entraînement à tangente (tang-style drive).

Les partisans de VDI argumentent que, parce que les porte-outils entraînés peuvent souvent être montés sur l'une ou l'autre face de tourelle, leur solution est plus flexible et rentable. VDI pourrait aussi être un peu plus précis, surtout sur les tours avec des problèmes de désalignement de tourelle, parce que les porte-outils sont facilement alignés grâce à l'utilisation d'un indicateur à cadran et de quelques coups doux avec un marteau en laiton.

Le prendre avec calme

Cette ajustabilité, cependant, est aussi le talon d'Achille de VDI. À cause de cela, certains suggèrent que VDI est moins rigide et nécessite plus de temps de mise en place. En comparaison, les quatre rainures de clé de BMT signifient qu'aucun ajustement n'est nécessaire — déposez-les, boulonnez-les, et commencez l'usinage.

« Dans mon expérience, le BMT à entraînement tangente remplace progressivement VDI comme premier choix en porte-outils entraînés, bien que les deux styles soient capables de faire un excellent travail, pourvu que le machiniste CNC suive certaines meilleures pratiques », dit Leitch.

Parmi celles-ci, le secret derrière des opérations de fraisage productives, sans tracas et à long terme sur un tour CNC à outillage dynamique : Ne le traitez pas comme un centre d'usinage. Les broches plus petites dans ces porte-outils exigent que des profondeurs de coupe plus légères soient utilisées qu'avec des machines de fraisage dédiées. Gardez les avances modérées, et essayez d'engager plusieurs goujures pour réduire les harmoniques et le chatter.

De même, le porte-à-faux d'outil devrait être gardé au minimum. Sinon, un outil s'étendant trois à quatre fois son diamètre peut surcharger les roulements de broche relativement petits à l'intérieur du porte-outil lui-même. Pire, un outil de coupe dépassant trop loin dans la direction radiale pourrait heurter la tôle lors de l'indexation de la tourelle, un événement assez catastrophique.

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Labourer des champs avec une Camry

Tom Dang, vice-président de Lyndex-Nikken Inc., est d'accord avec le besoin de pratiques d'usinage saines dans les applications d'outillage dynamique. Et comme avec Scott Leitch d'EXSYS Tool, il suggère que les ateliers peuvent aller loin vers la maximisation de leur investissement en tours à outillage dynamique en s'en tenant à des procédures de maintenance préventive de routine.

« Parce que vous leur demandez de faire plus avec moins, les tours à outillage dynamique trichent essentiellement l'approche traditionnelle de l'usinage », dit-il. « C'est un peu comme boulonner un accessoire à l'avant d'une Toyota Camry et l'utiliser pour labourer les champs. Vous pouvez le faire, mais si vous ne prenez pas soin du moteur et de la transmission, vous allez connaître des temps d'arrêt inattendus bien plus tôt que vous ne le voudriez. »

Cela signifie garder les porte-outils propres et bien lubrifiés. Inspectez-les entre les démontages pour l'usure. Recherchez des outils dynamiques capables de fonctionner soit humide soit sec, car ceux-ci éliminent la chance que le programmeur oublie d'allumer le liquide de refroidissement interne, brûlant ainsi les joints et roulements. Aussi, gardez trace de combien d'heures d'utilisation chaque outil dynamique a vu. Cela évitera le problème trop commun de pousser un outil au-delà du point de non-retour, transformant ce qui devrait être une maintenance de routine en une reconstruction complète, ou pire.

Mis à part la maintenance, chaque fournisseur a ses propres caractéristiques de vente uniques. Dang dit que la plupart des outils dynamiques sur le marché comptent sur des systèmes de pince de style ER mais suggère que les pinces SK de Lyndex-Nikken sont plus rigides et ont une force de préhension plus grande, principalement en raison de leur cône raide de 8 degrés. Et Leitch note que les temps d'arrêt liés au changement d'outil sont de plus en plus critiques pour les ateliers de toutes tailles, c'est pourquoi il recommande les adaptateurs modulaires Preci-Flex d'EXSYS Tool, qui utilisent soit une pince ER standard, soit un adaptateur Preci-Flex avec contact cône et face. Le système de changement rapide supporte le pré-réglage d'outil hors ligne, simplifie les changements d'outil pour les opérateurs moins expérimentés, et est bien plus rapide que les porte-outils à pince traditionnels.

Outillage dynamique : Voici comment maximiser votre investissement

L'outillage dynamique augmente les options de coupe d'un fabricant, vous permettant d'effectuer des opérations autres que le tournage.

Si vous utilisez déjà l'outillage dynamique, il y a des étapes que vous pouvez prendre pour maximiser votre investissement.

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