Les influences de l interface machine - outil sur un usinage. Daniel Hintze Responsable interne des ventes

Transcription

1 Les influences de l interface machine - outil sur un usinage Daniel Hintze Responsable interne des ventes 1

2 But Les exigences d aujourd hui sont très hautes pour les sociétés de production. Les durées d usinage et la sécurité des processus sont des facteurs clé dans la production. La transmission sans aucune perte des pleines performances et de la précision des machinesoutils sur la pièce d usinage peut sans aucun doute être définie comme la condition pour le succès d un travail. L influence de l interface machine outil joue un rôle décisif. Cependant, lors de nouveaux investissements, les utilisateurs n accordent souvent pas assez d importance au choix de l interface. Des tests ou une analyse propre du profil des exigences pour une certaine application ne sont effectués que partiellement. Cette présentation a comme but de sensibiliser lors d une décision par rapport au choix optimal de l interface machine outil. Dans ce processus, il y a deux interfaces à prendre en compte: 1) L interface machine porte-outil 2) L interface porte-outil outil de coupe 2

3 Exigences aux porte-outils Manière de serrage Force de serrage Durée de vie Équilibrage Répétabilité Précision de faux-rond Simplicité d utilisation Coût Rigidité Risque d interférences Amortissement des vibrations Stabilité et douceur de marche 3

4 Principes Interface machine porte-outil HSK SK Capto Il n existe pas d interface optimale pour chaque type d usinage. Chaque interface a ses avantages et désavantages. HSK: contact cône et face, surface de contact restreinte. La haute élasticité du cône permet des hautes vitesses de rotation. SK: seulement contact cône, grande surface de contact sur le cône. L élasticité est dans la broche, d où une haute rigidité : contact cône et face. L élasticité est dans la broche, surface de contact maximale, d où une très haute rigidité. Capto: contact cône et face. L élasticité es dans la broche, très haute précision de positionnement 4

5 L interface optimale: machine - porte-outil Pour des résultats d usinage optimaux, l interface machine porte-outil doit disposer d une rigidité maximale. Elle peut être atteinte par une longueur totale minimale de l outil et par une surface d appui maximale constituée par exemple par un contact cône et face. Lors de certains procédés d usinage, le positionnement précis du tranchant de l outil peut être défini comme un facteur de succès de grande importance. 5

6 Principes Influence de la longueur sur la flexion = Flexion en [mm] F = Force de coupe [N] L = Porte-à-faux [mm] E = Coéfficient d élasticité [N/mm 2 ] I = Moment d inertie de zône [mm 4 ] 6

7 Principes Influence du diamètre sur la flexion I = Moment d inertie de zône [mm 4 ] = Flexion en [mm] F = Force de coupe [N] L = Porte-à-faux [mm] E = Coéfficient d élasticité [N/mm 2 ] 7

8 : principe Broche Déformation élastique Flasque plus large Broche plus longue Contact Outil Contact 8

9 BIG-Plus comparé au cône fort No. 50 Ø Ø (100.0) 4 = 4.2 x (69.85) No. 40 Ø Ø 63 4 (63.00) 4 = 4.0 x (44.45) No. 30 Ø Ø 46 4 (46.00) 4 = 4.4 x (31.75) Rigidité par rapport à la flexion = en relation avec le diamètre 10

10 BIG-Plus comparé au cône fort No F No F H H Flexion H(μm) Standard Flexion H(μm) Standard Force F(N) Force F(N) 11

11 BIG-Plus comparé au cône fort Porte-outil Outil Matériau Vitesse de coupe Vc Avance fz Profondeur de coupe axiale Profondeur de coupe radiale BT50-FMA BT50-FMA Surfaçage Φ150mm S50C 180 m/min 0.2 mm 5.5 mm 123 mm vibrations Standard 13

12 BIG-Plus comparé au cône fort Comparaison des porte-outils et BT, Mesures du faux-rond à L:200 mm, 50 changements d outils 9 Broche:BBT40 8 BT 200mm Faux-rond (μm) BT: écart 3.80 μm 4 3 : écart 0.64 μm Principe de mesure, palpeur Nombre de changements d outils 15

13 BIG-Plus comparé au cône fort SK Déplacement de l outil dans l axe z (μm) Standard Vitesse de rotation.( 1000) 16

14 BIG-Plus comparé au HSK HSK 干渉領域 Différence de porte-à-faux 17 挿入深さ Différence de longueur d insertion max. Différence de longueur du porte-outil

15 BIG-Plus comparé au HSK Porte-outil Porte-pince BBT40 Porte-pince HSK-A63 Longueur porte-outil Outil Vitesse de coupevc Fraise carbure à queue Ø 12 mm Épaulement Rainurage 70 m/min Avance fz 0.06 mm 0.04 mm Ø 12 Prof. de coupe rad mm Prof. de coupe ax. 18 mm - Profondeur de coupe radiale (mm) Épaulement HSK L=75 L=105 L=135 Longueur porte-outil (mm) Profondeur de coupe axiale (mm) Rainurage HSK L=75 L=105 L=135 Longueur porte-outil (mm) 19

16 L interface optimale: porte-outil - outil Le choix d une interface optimale est primordiale pour obtenir des résultats d usinage excellents. Les facteurs décisifs d une interface porte-outil outil optimale sont une longueur minimale du porte-à-faux de l outil ainsi qu une précision maximale de faux-rond et une force de serrage également maximale. Un choix idéal de ces facteurs améliore la durée de vie des outils de coupe ainsi que la qualité de surface de manière frappante! 20

17 Le porte-outil approprié Mandrin porte-pince Mandrin de fraisage New Baby Chuck New Hi Power Milling Chuck MEGA Micro Chuck MEGA New Baby Chuck MEGA E Chuck MEGA Double Power Chuck Faible Force de serrage Haut Faible Stabilité Haute Faible Risque d interférences Haut 21

18 Comparaison des durées de vie: méthode Mesure du faux-rond sur l arête de coupe

19 Usure de la fraise B Centre de rotation Centre de la fraise A Faux-rond B A A B Meilleurs résultats avec contact cône - face 23

20 Comparaison des durées de vie: résultats Mèche en carbure Ø 3mm (profondeur de perçage 4xD) Usure 0.2mm Faux-rond 15μm 800 perçages Presque 2.9 x plus 100% Faux-rond 2μm 2300 perçages 288% Nombre de perçages 24