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VSC DS de NODIER EMAG : les machines pick-up verticales multi-fonctionnelles pour des usinages combinés Tournage + Rectification

09/07/2002
Les besoins en usinage combiné de pièces de haute précision, traitées thermiquement, sont en pleine croissance. Cette technologie a pris un essor considérable depuis la première présentation à la METAV?98 du Centre de Tournage-Rectification développé par EMAG. Au sein du groupe EMAG, les entreprises de spécialistes REINECKER, KARSTENS, KOPP et NAXOS sont désormais réunis pour former le pôle de rectification. Chaque entité apporte son savoir-faire comme par exemple REINECKER en tant que spécialiste de la rectification de précision pour pièces prises en mandrin.

La technologie pour rationaliser les moyens de production

A ce jour, plus de 150 machines, issues de la combinaison des savoirs-faire REINECKER en rectification et de EMAG en tournage vertical sont en utilisation dans de nombreux secteurs de l'industrie pour produire une multitude de pièces très différentes, de manière sûre, précise et économique, à savoir des pignons, des anneaux de synchro, des bols fusée, des pièces pour boîtes de vitesses CVT, des bagues de palier, des bagues de piston ? avec des moyens de production rationalisés.

Les exigences de qualité sont en augmentation constante, notamment celles émanant de l'industrie automobile et de l'industrie mécanique. Les tolérances de plus en plus serrées entraînent des valeurs de capabilité plus élevées et les opérations doivent être effectuées un en seul serrage. C'est ici que l'utilisation de machines multi-fonctionnelles apporte non seulement une rationalisation notable de la gamme de fabrication mais également les avantages suivants : une réduction des coûts d'investissement et des coûts par pièce, des temps de passage plus rapides, une qualité pièce plus élevée tout en augmentant la sécurité du process, un encombrement réduit et une maintenance simplifiée.

Les premiers succès de la rectification à sec dans la fabrication en séries

On observe un développement de l'usinage à sec en particulier pour les pièces traitées et on ne cesse de développer de nouvelles applications. Ceci se justifie par un souci écologique et l'augmentation des coûts de recyclage des liquides d'arrosage d'une part et d'autre part la pression économique sur les coûts en général. Une forte diminution ou même l'absence totale de liquide d'arrosage apporte des avantages importants tant du point de vue économique qu'écologique.

A ce jour, la rectification sans arrosage en combinaison avec le tournage est appliquée dans la fabrication en séries et les premiers succès ont été enregistrés alors que la combinaison du tournage conventionnel avec la rectification classique ne peut réussir en aucun cas. Il faut un processus qui n'autorise qu'un minimum de flux d'énergie à la surface de la pièce. Le process de la FINITION EN RECTIFICATION développé par le pôle des rectifieurs du groupe EMAG permet la rectification après ébauche en tournage dur dans un même serrage, réduisant ainsi la surépaisseur de manière importante. Ce procédé génère en outre des qualités de surface remarquables.

La FINITION EN RECTIFICATION : un processus d'usinage fiabilisé et adapté aux exigences de demain

En 1992, EMAG a été le premier fabricant au monde à construire une gamme de machines VSC équipées d'une broche verticale inversée. A ce jour, plus de 3.500 machines sont en utilisation à travers le monde, que ce soit comme machines de tournage verticales ou comme centres de production multi-fonctionnels destinés à l'usinage de nombreuses pièces pouvant être prises en mandrin ou dans un autre moyen de serrage. Elles offrent à l'utilisateur la possibilité d'intégrer plusieurs applications d'usinage, tels que le tournage, le perçage, le fraisage, l'utilisation de Laser ainsi que la rectification. Avec la technologie de la FINITION EN RECTIFICATION, les Centres de tournage et de Rectification combinés proposés par REINECKER associent les avantages du tournage vertical à ceux de la rectification verticale.

Les principaux avantages de cette technologie sont :
- Tournage dur vertical et finition en rectification en un seul serrage, sur une seule machine. - Finition en tournage dur ou en rectification (après ébauche en tournage dur) seulement aux endroits où la qualité et la sécurité process l'exigent.
- Grande qualité de la pièce usinée et productivité élevée grâce à un seul serrage de la pièce. L'ébauche en tournage dur permet de ne laisser qu'une surépaisseur de rectification de quelques microns pour la FINITION EN RECTIFICATION.
- Diminution importante des séquences de diamantage et des coûts d'outils en raison de l'usure réduite des outils lors de l'ébauche en tournage dur et des meules de travail lors de la FINITION EN RECTIFICATION avec de si faibles surépaisseurs.
- Comparée à la rectification conventionnelle, la combinaison du tournage et de la rectification permet de travailler avec des surépaisseurs de rectification si faibles, que dans bien des cas le traitement des boues de rectification, n'est plus nécessaire.
Toutes les conditions sont réunies pour assurer une rectification à sec ou avec un arrosage minimal sans danger d'incendie.
- Grande sécurité du processus et meilleurs états de surface qu'en tournage dur simple par la FINITION EN RECTIFICATION.
- Contrairement aux opérations pures de tournage dur, on obtient sur une seule machine par la FINITION EN RECTIFICATION des états de surface sans sillons.
- Simplification de l'usinage des faces arrières par tournage dur.

Le concept VSC offre les meilleures conditions pour la combinaison d'usinage TOURNAGE + RECTIFICATION ainsi que pour les opérations pures de rectification

La broche porte-pièce suspendue (avec la pièce à usiner suspendue également) et les porte-outils disposés en dessous de la pièce permettent la meilleure évacuation possible des copeaux. Ceci s'avère particulièrement important dans l'évolution actuelle vers l'utilisation du tournage dur et de l'usinage à sec.

Tous les sous-ensembles mécaniques de la machine sont très rigides et se caractérisent par une exceptionnelle inertie aux vibrations, assurée par le bâti machine en béton de polymère MINERALIT®. La broche porte-pièce est intégrée dans un fourreau très rigide, effectuant les déplacements en Z dans des guidages hydrostatiques de haute précision, ce concept contribuant à améliorer l'amortissement des vibrations.

Le concept des supports d'outils fixes d'une très grande rigidité offre des conditions idéales pour les opérations pures de rectification ainsi que pour les processus combinés effectués sur les Centres de Tournage/Rectification REINECKER et assure un gain de temps lors de l'ébauche en tournage dur ainsi que de meilleurs états de surface en tournage dur de finition ou en FINITION EN RECTIFICATION. La configuration des porte-outils fixes peut être adaptée à la spécificité de chaque opération d'usinage.

La stabilité thermique de la machine est exemplaire grâce au refroidissement par liquide réfrigérant des broches porte-pièce et porte-meule, de la tourelle revolver et du bâti machine. Rapidement atteinte, le groupe de refroidissement performant maintient une température de fonctionnement constante par rapport à la température ambiante.

Comme toutes les machines de la gamme VSC, le Centre de Tournage et de Rectification VSC DS proposé par REINECKER dispose d'un chargement intégré grâce au concept pick-up. Les équipements périphériques de chargement/déchargement encombrants, coûteux et compliqués à reconvertir, comme les portiques de chargement ou autres dispositifs, ne sont plus nécessaires.

L'extension des processus d'usinage combinés

La première mise en service d'un Centre de Tournage et de Rectification destiné à l'usinage de "simples" pignons a eu lieu en 2000. A ce jour, le choix porte sur des machines équipées d'un axe Y supplémentaire, d'un mandrin avec diamètre de 250 à 400 mm et d'une multitude de combinaisons d'outils avec jusqu'à 4 broches porte-meule et 12 outils de tournage et outils entraînés de perçage/fraisage.

Une ligne de production complète destinée à l'usinage de boîtes de vitesses CVT à variation continue a été mise en service au cours du premier trimestre 2002. Les Centres de production combinés REINECKER incluant les extensions des processus d'usinage pour le tournage, la rectification, le fraisage, l'alésage avec alésoir, l'ébavurage et le chanfreinage sont alors utilisés pour la Finition en tournage dur du bloc variateur et de tous les autres éléments que comporte une boîte de vitesses, et ceci en un seul serrage.

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