Booster la productivité avec les centres d'usinage verticaux (VMC) : précision et efficacité avancées

Grâce à leurs technologies avancées, les centres d'usinage verticaux (VMC) ont comblé l'écart de productivité et offrent des avantages concurrentiels dans les applications rapides et précises pour l'industrie. La fonctionnalité des VMC a été significativement améliorée par l'ajout de configurations de table et de table à broche pour les 4^e et 5^e axes, de multiples changeurs de palette, de plus d'outils et de broches à grande vitesse. Les VMC peuvent usiner les composants les plus complexes : aubes de rotor de réacteur, aubes de turbine pour production d'énergie, grands composants aéronautiques, moules et matrices de précision.

Quelles pièces sont les plus adaptées à l'usinage VMC ?

● Pièces de type boîte (Box Type Parts)

Les pièces de type boîte ont un système de trous et plusieurs cavités internes, utilisées dans les machines-outils, l'automobile et l'aéronautique : cylindres de moteur, boîtes de vitesses, boîtiers de broche, cylindres diesel, corps de pompes à engrenages. L'usinage VMC peut réaliser jusqu'à 95 % des opérations de machines conventionnelles en un seul serrage. De plus, les VMC CNC offrent haute précision, efficacité, rigidité et changeur d'outils automatique. Avec un flux de processus rationnel, des fixations et outils appropriés, de nombreux problèmes d'usinage de pièces boîte sont résolus.

● Pièces à surfaces complexes courbes

Dans l'aviation et le transport, les pièces à surfaces courbes complexes sont courantes : cames, impulseurs intégraux de moteurs, hélices, cavités. Ces pièces aux contours de surface complexes, ou enfermées dans une boîte ou cavité de boîtier, sont difficiles à usiner avec la précision requise par des machines conventionnelles ou par moulage de précision. Une VMC multi-axes avec programmation automatique et outils spéciaux améliore grandement l'efficacité et assure la précision géométrique, rendant l'usinage automatique de pièces complexes facile.

● Pièces de forme spéciale ou irrégulière

Les pièces de forme irrégulière nécessitent souvent un usinage multi-points mélangeant points, lignes et surfaces : supports, bases. Plus la forme est complexe, plus la précision requise est élevée. C'est là que l'usinage VMC montre le mieux ses avantages.

● Pièces de type plaque, manchon et disque

Ces pièces incluent généralement des gorges de clavette et des trous radiaux. Les faces terminales avec systèmes de trous ou plaques courbes et arbres (manchons), plaques multi-trous (couvertures de moteur) utilisent généralement des centres d'usinage verticaux ; les centres horizontaux sont préférés pour les pièces à trous radiaux.

● Pièces pour production d'essai (prototypage)

Ces pièces incluent gorges de clavette et trous radiaux. Les centres verticaux sont couramment utilisés pour plaques multi-trous ou plaques courbes et arbres (manchons), et plaques multi-trous (couvertures de moteur) ; les centres horizontaux pour pièces à trous radiaux.

Optimiser l'utilisation de vos VMC

Examinons les caractéristiques qui augmentent la productivité de vos opérations d'usinage VMC.

1. Support et capacité d'outillage

Un VMC d'atelier typique doit produire diverses pièces, effectuer des changements rapides et vérifier fréquemment la qualité des outils. Malheureusement, tous les VMC ne sont pas conçus avec ces facteurs en tête, entraînant des arrêts courts et fréquents qui augmentent vite les coûts, allongent les délais et réduisent les profits. Les fabricants doivent chercher un VMC avec capacité d'usinage suffisante, accès facile au magasin d'outils pendant l'usinage, et conçu pour accueillir des outils de tailles et poids variés.

2. Capacité de coupe du métal

La compétitivité fondamentale de toute machine-outil est sa capacité à couper le métal, satisfaire les clients et générer du revenu. L'une des fonctions les plus importantes à évaluer sur un VMC est la broche. Un VMC efficace doit avoir une conception de broche robuste avec une large gamme de caractéristiques : puissance élevée, couple excellent, large plage de vitesses. Ce niveau de performance permet d'usiner divers matériaux, réduire les temps de cycle, les coûts de production, les délais, et augmenter la rentabilité en réduisant le coût par pièce.

3. Logiciel de commande

Le contrôleur du VMC peut favoriser ou limiter la flexibilité de la machine en termes de stockage de données, systèmes de coordonnées, détection et mise en réseau. Un contrôle efficace doit supporter pleinement la production et améliorer l'ergonomie opérateur. Fonctions idéales : stockage suffisant de programmes, registres de programmes diversifiés, nombreux paires de compensation d'outils, larges systèmes de coordonnées de travail, mesure de longueur d'outil et fonctions de palpage de broche.

4. Gestion des copeaux et du liquide de refroidissement

L'augmentation de la productivité accroît la demande d'évacuation des copeaux et du liquide. Si la machine doit s'arrêter souvent pour nettoyer les copeaux, le temps gagné par une meilleure coupe est perdu. Ces problèmes viennent souvent de tailles insuffisantes du bac à copeaux et du réservoir, manque de débit de liquide, et technologie insuffisante d'alimentation (injection, lavage broche).

5. Ergonomie conviviale pour l'opérateur

L'opérateur et son interaction avec la machine sont clés pour la productivité. Même avec une grande capacité machine, la fatigue ou l'inconfort réduisent la productivité globale. Le centre de travail vertical idéal offre : accès facile à la table, magasin d'outils extérieur, accès à la tige supérieure, pour une ergonomie confortable. Temps et espace supplémentaires pour le montage des pièces améliorent l'ergonomie.

6. Fixation et potentiel 4^e axe

La fixation impacte crítiquement la mise en place et la capacité à réaliser un serrage unique et des tables multi-axes sur un VMC. Les entreprises peuvent exécuter plusieurs configurations sur une même plaque de base, offrant transfert rapide et direct des pièces grâce à un espace de table flexible. L'ajout d'une table 4^e axe permet d'accéder à cinq faces de la pièce, minimisant montage et manipulation pour une productivité maximale.

7. Intégration de l'automatisation

Le moyen le plus efficace d'augmenter la productivité est de séparer le programme de mise en place de l'usinage lui-même, puis de l'automatiser. Cela nécessite une machine capable de traitement sans surveillance via technologie d'automatisation. Dans la plupart des ateliers, la mise en place est la principale cause de temps non productif de la broche. En introduisant un système automatisé (changeur de palette, robot de manipulation), l'entreprise élimine le temps de mise en place, établit une file d'attente devant la broche, et augmente significativement son taux d'utilisation, offrant plus de temps de production et réduisant les coûts.