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HSC de EMAG : le nouveau concept de machine pour des Centres de tournage et de production multi-fonctionnels Horizontaux avec broche pick-up pour un usinage complet de pièces arbrées

19/09/2002
Depuis 1992, l'année où EMAG présentait pour la première fois les machines verticales de la gamme VSC et les centres de tournage équipés d'une broche pick-up, EMAG poursuit ses développements afin d'offrir à l'industrie un moyen de production multi-fonctionnel qui ? prenons l'exemple de l'industrie automobile ? assure l'usinage de plus de 60% de toutes les pièces de révolution que comporte une voiture.

Les machines de la gamme VSC se prêtent spécialement à l'usinage des pièces prises en mandrin alors que les nouveaux Centres de tournage HSC avec broche pick-up se destinent à l'usinage complet de pièces arbrées.

Réduction de la chaîne de process et production "zéro défaut"

Le consommateur final de produits de haute qualité, comme par exemple une voiture de la dernière génération, exige de plus en plus de confort, une finition personnalisée, un maximum de sécurité et de longévité.

Les fabricants de biens intermédiaires se voient donc obligés de réduire l'importance des lots afin de satisfaire la qualité. Les moyens de production doivent être opérationnels dans des temps record et la fabrication just-in-time n'autorise ni arrêt de production ni rebuts, sans parler de l'extrême pression exercée sur les coûts et des temps annexes. Prenons l'exemple d'une boîte de vitesses : l'idéal pour le fabricant serait de pouvoir usiner les deux pièces les plus courantes ? les pignons et les arbres ? sur des machines dont la conduite serait identique.

Dans le même esprit, les surfaces mobilisées par les moyens de production doivent être réduites ainsi que les temps et les coûts de maintenance. Les points de départ, les zones de bridage et autres surfaces réservées à la préhension des pièces doivent également être limités afin de les alléger dès la réalisation du brut.

La réponse à toutes ces exigences passe par une rationalisation du process, à savoir une importante intégration de différents procédés d'usinage. Précisément la production d'arbres réclame des tolérances (Cm / Cmk de 2,0 / 1,66) tellement serrées qu'elles ne peuvent plus être garanties par 2 ou même plusieurs serrages successifs.

Les nouveaux Centres d'usinage de pièces arbrées sont un complément idéal aux machines VSC et ont été conçus pour répondre à ces exigences.

HSC ? Machines horizontales regroupant l'expérience et les avantages des 3.500 machines verticales VSC livrées

La nouvelle gamme de machines horizontales HSC reprend le concept éprouvé des machines verticales VSC. La seule différence spécifique pour l'utilisateur : sur la machine verticale VSC, les pièces prises en mandrin sont amenées en position couchée vers le poste pick-up d'où elles sont saisies par la broche de travail. Sur la machine horizontale HSC, le serrage des pièces arbrées disposées dans des prismes de transport et se trouvant dans la position pick-up, est effectué par l'unité poupée/contre-pointe entre le moyen de serrage et la contre-pointe.

La grande similitude entre les deux machines permet de dire que son développement constitue une vraie petite ?uvre d'art.

Exactement comme sur les machines verticales, c'est la pièce arbrée prise entre le mandrin et la contre-pointe qui effectue les déplacements tandis que les porte-outils, montés directement dans le bâti machine et disposés sous la pièce à usiner, restent fixes. Ceci permet une libre évacuation des copeaux.

Un système de construction fermée et des déplacements symétriques garantissent un usinage de grande précision

La base de la gamme de machines HSC comme de toutes les machines pick-up d'EMAG, est le bâti machine en MINERALIT®? ainsi que le système de construction fermée. Ce concept génère des déplacements symétriques et courts, conditions requises pour un usinage de précision.

Le principe de construction Gantry propre à EMAG avec le triple guidage disposé au-dessus et donc en dehors de la zone de travail du chariot portique cubique offre ? associé aux qualités d'amortissement du bâti en béton polymère ? des rigidités bien plus élevées et de meilleures qualités de pièce, sans oublier des durées de vie plus importantes que les constructions conventionnelles.

Le chariot portique supporte le chariot vertical (déplacement en X) avec l'ensemble poupée/contre-pointe de grande puissance. Il peut recevoir des pièces arbrées de différentes longueurs. Tous les éléments déterminants pour la précision et la sécurité du process sont stabilisés thermiquement par le circuit du liquide réfrigérant : le moteur broche, la tourelle revolver, le bâti machine et l'armoire électrique.

Comme sur toutes les machines verticales, les pièces à usiner transportées de la position d'usinage vers le poste de dépose sont amenées au dispositif de mesure situé en dehors de la zone de travail. Les résultats de mesure ne sont donc nullement altérés par des copeaux, des salissures ou du liquide d'arrosage. Ceci augmente la sécurité du process. Les pièces arbrées sont mesurées en situation de serrage comme les pièces prises en mandrin sur les machines VSC. A l'issue du processus de mesure effectué en dehors de la zone de travail (mais comme mesure In-process), la pièce est réintégrée dans celle-ci et les corrections de valeur sont exécutées sur la pièce mesurée ainsi que sur celles qui suivent.

Une très bonne accessibilité caractérise la zone de travail et les opérations de maintenance et de service sont simplifiées et s'exécutent très rapidement. En ce qui concerne la mise en campagne du système de chargement automatique, elle se limite au réglage des moyens de serrage, le système pick-up ne nécessitant ni pinces de chargement ni autres dispositifs devant être réglés selon la spécificité de la nouvelle pièce à usiner.

Les courses de chargement et donc les temps pièce à pièce sont extrêmement réduits, l'encombrement est quasiment insignifiant.

Centre de Production multi-fonctionnel pour l'usinage d'arbres ? Simplification de la gamme de fabrication par l'intégration des différents procédés

La zone de travail possède de larges dimensions et offre toute la place requise pour recevoir différents systèmes d'outils. En ce qui concerne la machine HSC, nous trouverons le plus souvent la combinaison du tournage + rectification d'arbres ayant subis un traitement thermique, qu'il s'agisse d'arbres de boîtes de vitesses pour l'industrie automobile, d'arbres d'entraînement pour moteurs électriques ou pour tout autre segment de marché.

Voici le déroulement typique des différentes opérations Tournage + Rectification effectuées sur des arbres et réalisées sur une machine HSC :
- Tournage dur des épaulements à la cote
- Ebauche en tournage dur de portées
- RECTIFICATION-FINITION ou écroûtage de diamètres extérieurs ou de portées courtes avec dégagement. L'ébauche en tournage dur permet de ne laisser qu'une surépaisseur de quelques microns pour la finition en rectification. Autres avantages : Usure minimale de la meule de rectification ; diminution des séquences de diamantage ; diminution des boues de rectification, donc absence de traitement onéreux.
- Plongée de gorges dans l'acier traité
- Taraudage dans l'acier traité

D'autres processus combinés

Des outils de rectification intérieure ainsi que des outils à aléser sont utilisés pour un usinage de précision d'arbres primaires. Des processus spécifiques à la gamme d'usinage complète, comme le roulage, le polissage et d'autres opérations actuelles ou futures peuvent également être intégrées.

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