Comment choisir la bonne meule de précision pour la fabrication d'engrenages

Des experts de Norton | Saint-Gobain Abrasives discutent des défis du rectifiage d'engrenages et de la manière dont les avancées technologiques améliorent l'efficacité des méthodes de rectifiage.

Les méthodes de rectifiage d'engrenages ont évolué au fil des ans. Alors que les normes de fabrication se resserrent, les machines et abrasifs appropriés pour répondre aux spécifications sont devenus encore plus critiques. Josh Fairley, responsable produit, et Phil Plainte, ingénieur d'application senior chez Norton | Saint-Gobain Abrasives, partagent leur expertise sur l'importance du rectifiage d'engrenages — ainsi que l'utilisation de la meule adéquate — dans la fabrication d'engrenages. Ils révèlent également comment leur entreprise aborde ce processus essentiel.

Quels changements avez-vous observés concernant les besoins des fabricants d'engrenages en matière de meules ?

PLAINTE : La fabrication automobile à grand volume a eu l'impact le plus important sur la transformation de la production de masse des engrenages. Les constructeurs automobiles produisent des transmissions avec des engrenages de qualité aéronautique, répondant aux normes de qualité les plus élevées. Les nouvelles transmissions sont une fraction de la taille des modèles anciens et supportent des couples, puissances et régimes nettement supérieurs. Leur efficacité a décuplé la consommation en miles par gallon. Ces évolutions ont poussé les constructeurs de machines et les fabricants de meules à développer des produits répondant aux nouvelles exigences.

Les fabricants d'engrenages n'avaient pas toujours besoin de meules pour fournir la finition de surface et la forme finales requises. Ils pouvaient se contenter de taillage et de roulage, et pour des travaux spéciaux, utiliser des ensembles de rodage pignon-couronne. L'aéronautique a été la première industrie à adopter le rectifiage d'engrenages, mais elle n'était pas aussi axée sur les coûts que l'automobile.

FAIRLEY : Les normes de qualité ont considérablement augmenté au fil des ans pour toutes les applications d'engrenages. La nécessité d'améliorer l'efficacité tout en maintenant une qualité élevée et en réduisant le coût par pièce a rendu le choix de la bonne meule bien plus crucial. Selon les objectifs du fabricant, différentes spécifications de meules sont nécessaires pour optimiser les métriques souhaitées.

Quels sont les défis les plus courants du rectifiage d'engrenages que vous rencontrez chez les fabricants ? (vitesses plus élevées, bavures, finitions, etc.)

FAIRLEY : Les défis les plus courants du rectifiage d'engrenages découlent des normes de qualité strictes et des besoins d'efficacité et de flexibilité des fabricants. Ces derniers recherchent des finitions très fines et d'excellents résultats géométriques grâce à leurs meules. Ils visent aussi un maintien de forme précis et une variation dimensionnelle réduite, ainsi que des réductions significatives des temps de cycle. Ces métriques de qualité sont plus difficiles à atteindre en raison du risque de brûlure des engrenages. Une grande surface de contact de rectifiage, des exigences de finition fine et des exigences strictes de maintien de forme jouent toutes contre un rectifiage sans brûlure. Il est donc crucial de spécifier la meilleure matrice de meule et les paramètres de rectifiage pour le travail.

Un autre défi majeur est la connaissance du rectifiage par les opérateurs et ingénieurs. Norton | Saint-Gobain propose des formations techniques sur site via son « École de rectifiage Norton », ainsi que des séminaires clients de précision à Worcester, Massachusetts. Ces cours offrent aux fabricants l'opportunité d'apprendre la théorie du rectifiage et de poser des questions spécifiques à leurs applications à nos experts.

Lors de l'évaluation d'une solution de rectifiage pour la fabrication d'engrenages, quels sont les cinq principaux conseils pour déterminer une meule adaptée ?

FAIRLEY : 1) Identifier l'objectif et les métriques clés du processus de rectifiage : Si vous visez haute qualité, haute efficacité, ou les deux, différentes spécifications de meules y parviendront. Nous proposons différentes spécifications pour chacune de ces métriques de performance afin de fournir la solution la plus optimisée au client, plutôt qu'une seule spécification pour tout.

2) Connaître votre application : Il existe différents types de rectifiage d'engrenages, et selon le type, différentes spécifications et tailles de meules doivent être utilisées.

3) Informations sur l'engrenage : Pour choisir la meule optimale pour votre processus de rectifiage d'engrenages, tous les aspects de l'engrenage doivent être communiqués. Le matériau à rectifier, la finition de surface désirée et le profil à maintenir sont tous critiques pour choisir la bonne meule.

PLAINTE : 4) Alimentation en fluide de coupe et caractéristiques de la machine : On sait à quel point le fluide de coupe est critique dans le processus de rectifiage d'engrenages. Dans un scénario idéal, la température, le débit, la visée, la pression et la filtration du fluide sont tous correctement configurés. Cependant, si l'un de ces éléments n'est pas dans des conditions idéales, une modification de la spécification de la meule ou des paramètres de rectifiage peut atténuer ces problèmes.

5) Méthodologie de dressage : La technologie de dressage, son application et ses paramètres ont un impact énorme sur la performance du rectifiage. Différentes technologies de meules seront optimisées selon l'outil et les paramètres de dressage utilisés.

En termes de technologie et de support applicatif, que doivent attendre les fabricants d'engrenages de leur fabricant/fournisseur de meules ?

PLAINTE : Nous travaillons avec le client à tous les niveaux, de la conception à la fabrication. Nous entretenons d'excellentes relations avec les constructeurs de machines-outils et sommes heureux d'intervenir dès le jour 1 lors du processus de conception d'application de rectifiage d'engrenages. Nous intervenons également lorsque les fabricants sont confrontés à des défis et cherchent de nouvelles façons de produire des engrenages et de développer des processus.

De quelle manière Norton aborde-t-il l'avenir du rectifiage d'engrenages ?

PLAINTE : Norton | Saint-Gobain est un leader mondial dans l'industrie des abrasifs, axé sur le développement de matériaux d'ingénierie. Un pourcentage considérable du chiffre d'affaires brut est réinvesti en R&D. Nous disposons de six centres de technologie de rectifiage répartis dans le monde.

FAIRLEY : Dévouement à l'innovation. Progrès dans le grain, le liant et la porosité conçue, tous développés en interne. Norton a été le premier à développer des grains céramiques microstructurés, changeant la donne en termes de ce que les processus de rectifiage pouvaient accomplir. Nous avons été les premiers à développer des grains formés, permettant des taux d'enlèvement de matière sans précédent. À mesure que l'industrie de l'engrenage évoluait rapidement, nous avons également évolué pour soutenir le marché.

Norton | Saint-Gobain est à la pointe de la technologie et de l'expertise en meules. Nous disposons également d'une équipe importante et diversifiée de personnel commercial expérimenté et de support applicatif, tant localement que mondialement.

Nous avons récemment lancé la gamme Norton Xtrimium™ de solutions pour engrenages, conçue pour le rectifiage d'engrenages haute performance dans des environnements à tolérances serrées extrêmes. Le portefeuille nouvellement structuré de produits de rectifiage d'engrenages est spécifiquement conçu par catégorie pour offrir une précision de profil supérieure, un maintien de forme suprême et un rectifiage sans brûlure dans les applications à ver, profil et coniques. Point fort de la nouvelle gamme : une conception innovante de meule à double ver permettant deux opérations en une seule meule, économisant considérablement temps et coûts.

Comment Norton | Saint-Gobain répond-il aux initiatives de l'Industrie 4.0 ?

FAIRLEY : Pour répondre aux initiatives de l'Industrie 4.0, nous avons introduit le système de surveillance et de diagnostic de processus Norton 4Sight, qui offre une surveillance en temps réel et une meilleure visibilité de la machine et de l'opération, ainsi qu'une analyse approfondie du cycle de rectifiage pour l'optimisation et le dépannage. Cela permet également aux clients de travailler avec les ingénieurs d'application Norton à distance pour fournir un dépannage et une optimisation en temps réel. Nous étudions également l'utilisation du codage QR et des technologies RFID en collaboration avec les clients, pour aider les fabricants d'engrenages à atteindre leurs objectifs Industrie 4.0.

Précédemment publié sur la page Ressources de Norton Abrasives.