Éléments de serrage Le moyen de serrage optimal adapté à chaque application individuelle Présentation.

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1 05/2012 Éléments de serrage Le moyen de serrage optimal adapté à chaque application individuelle Présentation. Par Thomas Oertli L élément de serrage par excellence n existe pas. En revanche, pour chaque application, pour chaque type d'outil et pour chaque travail, nous mettons à votre disposition l'élément de serrage optimal, donc le meilleur. C'est pourquoi nous ne nous arrêtons pas sur un seul type de moyen de serrage. Au contraire, nous établissons, au cas par cas, le moyen de serrage qui donnera les meilleurs résultats pour chaque application. Le choix de l'élément optimal de serrage des outils est influencé par un grand nombre de facteurs : capacité d'enlèvement des copeaux, précision des mesures, qualité de la surface, temps d'équipement, usure de l'outil et, enfin, qualité de la pièce finie et coûts nécessaires pour la réaliser. En outre, l'élément de serrage a une influence considérable sur la durée de vie des outils et sur la sollicitation de la broche de la machine. Mandrins de frettage par pince Les mandrins de frettage par pince sont largement utilisés dans l'usinage du bois. Avantage des mandrins de frettage par pince : grande flexibilité, permettant d'utiliser un très grand nombre de pinces de serrage différentes. Le champ d'utilisation déjà vaste est encore élargi par la capacité de serrage variable de la pince de serrage. En serrant l'écrou de serrage, la pince de serrage se resserre autour de la queue de l'outil qui est ainsi maintenu de force dans le mandrin de frettage par pince. Étant donné que la pince de serrage subit une déformation élastique lorsqu'elle se resserre, il est également possible de serrer des queues présentant des écarts de tolérances plus importants. La grande capacité de serrage, qui peut atteindre jusqu'à 1 mm, produit toutefois une concentricité relativement mauvaise, qui se traduit par une qualité d'équilibrage médiocre. Pour cette raison nous recommandons d'utiliser la capacité de serrage disponible d'une pince de serrage uniquement dans la plage 0,1 mm, et de sélectionner la pince de serrage adaptée au diamètre de chaque queue. Figures 1+2 : Mandrins de frettage par pince Le mandrin de serrage par pince est un mandrin qui convient aux outils simples n'imposant pas d'exigences particulières en ce qui concerne la concentricité et la puissance d'enlèvement des copeaux. Pour les outils nécessitant plus de puissance et plus de précision, le concept de CNC-Info_052012_Éléments de serrage_f.doc 1

2 mandrin de serrage par pince se heurte aux limitations inhérentes au serrage mécanique. Au niveau de la puissance de serrage, l'outil n'est serré ni de manière optimale, ni de manière précise. L'outil et le mandrin subissent alors des contraintes importantes lors de l'usinage. L'outil n'effectue pas un mouvement précis, ce qui non seulement entraîne une trop forte sollicitation et par conséquent une usure excessive du mandrin et de l'outil mais donne aussi un résultat moins satisfaisant. Mandrin de serrage expansible : SINO et Hydro Excellentes caractéristiques d'amortissement Les oscillations dues au processus d'usinage influencent la durée de vie de l'outil et de la broche de la machine. La construction particulière des mandrins de serrage SINO et Hydro permet de réduire ces oscillations. L'amortissement des vibrations non seulement réduit les microfissures des couteaux des outils et l'usure, mais renforce également la stabilité de fonctionnement. Cela se traduit par les avantages suivants : allongement de la durée de vie des outils, préservation des broches des machines et nette amélioration des surfaces des pièces usinées. Précision de la concentricité Les mandrins Hydro et SINO s'enorgueillissent d'une précision de concentricité et de répétabilité exceptionnelle de < 0,005 mm. Comparaison entre SINO et Hydro Les mandrins de serrage SINO et Hydro développent une puissance similaire, pour un niveau de prix identique. Les différences se situent au niveau de la construction technique et de la manipulation. Le mandrin de serrage SINO nécessite un dispositif de montage pour monter les fraises sur le mandrin de serrage. Pour le mandrin de serrage Hydro, en revanche, une clé en T suffit. Mandrins de serrage SINO Le mandrin de serrage SINO se compose d'une interface machine, en règle générale HSK 36F, et d'une douille expansible intégrée dans le mandrin. Le compartiment de la douille expansible est rempli d'un matériau élastique servant de moyen de pression. Pour le montage, il faut fixer les outils dans un bloc de serrage, de manière à pouvoir desserrer le système de serrage à l'aide d'une clé à ergot et introduire la queue de l'outil. En tirant l'écrou d'accouplement dans le sens axial, la pression nécessaire se forme sur la douille expansible et l'outil est serré. Lors du processus de serrage, l'écrou d'accouplement est tiré jusqu'à la butée et se met à l'horizontale. La position horizontale de l'écrou rigidifie tout le système et renforce la stabilité du système. Résultat : une force de serrage exceptionnelle et une concentricité excellente. Vue en coupe du mandrin de serrage SINO CNC-Info_052012_Éléments de serrage_f.doc 2

3 Le mandrin de serrage SINO convient parfaitement pour le serrage direct d'outils à queues cylindriques de 12, 16, 20 et 25 mm de diamètre. Des douilles intermédiaires peuvent être intercalées pour des dimensions intermédiaires (diamètre de queue de 3 à 20 mm). Les douilles intermédiaires nuisent toutefois à la qualité de serrage et réduisent la précision élevée du mandrin de serrage. Mandrins de serrage Hydro Le mandrin de serrage Hydro est un mandrin universel assurant le serrage précis d'outils à queue cylindrique. À l'intérieur se trouve une chambre hydraulique qui entoure l'alésage d'admission de l'outil. Au moyen d'une clé Allen, l'huile hydraulique est comprimée par une unité de tension hydraulique (vis de pression, goupille de pression, piston hydraulique). La pression générée provoque une déformation régulière de la douille expansible et la queue de l'outil est ainsi serrée, garantissant une très haute concentricité. Grâce à sa construction fermée, la douille Hydro ne nécessite aucun entretien et peut être utilisée immédiatement, sans aide ni appareil de montage d'outils. En tournant la clé en T jusqu'à une butée fixe, la pression se forme via la soupape et la queue de l'outil est centrée et serrée en quelques secondes. Pour démonter l'outil, il suffit de desserrer la vis de quelques tours. La pression redescend et l'on peut retirer l'outil. Vue en coupe du mandrin de serrage Hydro Le mandrin de serrage Hydro est parfaitement adapté au serrage précis et direct d'outils à queue cylindrique de 12, 16, 20 et 25 mm de diamètre. Les douilles intermédiaires du mandrin de serrage SINO peuvent être intercalées pour des dimensions intermédiaires (diamètre de queue de 3 à 20 mm). L'usage des douilles intermédiaires n'est toutefois pas recommandé, car elles nuisent à la qualité de serrage et réduisent l excellente précision du mandrin de serrage Hydro. Aucun dispositif de montage n'est nécessaire, le serrage et le desserrage de l'outil s'effectuant à l'aide d'une simple clé en T, sans avoir à exercer une grande force de la main. L'outil peut ainsi être changé très facilement, en seulement quelques secondes. CNC-Info_052012_Éléments de serrage_f.doc 3

4 Mandrins de frettage Les mandrins de frettage sont particulièrement minces et ne comportent de ce fait aucune pièce mécanique ou mobile. Les rallonges et réductions permettent la composition modulaire de différents contours de mandrin de serrage, afin de pouvoir réaliser des fraisages à des endroits difficilement accessibles d'une pièce à usiner. Mandrins de frettage thermique Le mandrin de frettage thermique convainc par son extrême précision de concentricité, l'accouplement de force optimal entre l'outil et la broche d'admission, son poids minimal et sa forme mince. Le mandrin est chauffé dans le dispositif de frettage thermique. L'expansion radiale qui en résulte permet d'introduire l'outil. Après refroidissement et frettage radial, le mandrin reprend son état d'origine, permettant ainsi de serrer l'outil en toute sécurité. Étant donné que, lors du processus de frettage, le matériel ne subit qu'une déformation élastique et reprend donc sa forme d'origine, le processus de frettage peut être répété quasi à l'infini. Mandrins de frettage thermique Le mandrin de frettage thermique assure le serrage ultra précis d'outils à queue cylindrique. Il convient donc pour les applications exigeant une très grande précision et une forte puissance, ainsi que l'utilisation modulaire des rallonges et réductions, et lorsque le processus de frettage peut être réalisé à l'aide d'un appareil de frettage propre ou celui d'un partenaire. L'usine Höri d'oertli est équipée des dispositifs les plus modernes et peut se charger au besoin du changement d'outils. Frettage mécanique Le système de serrage TRIBOS se base sur le principe du frettage mécanique. Il offre de bonnes garanties pour l'enlèvement des copeaux dans les zones difficilement accessibles de pièces à usiner, où il est impossible d'utiliser les systèmes de serrage traditionnels. Le principe de serrage TRIBOS fait appel à la tension propre de l'acier. La déformation ciblée du blocage polygonal de l'outil lui donne une forme cylindrique. La queue de l'outil peut alors être introduite. En relâchant la pression, l'outil est serré de force par la tension propre de l'acier. Aucun dispositif de serrage spécial n'est nécessaire pour le montage. Vue en coupe du dispositif de serrage TRIBOS CNC-Info_052012_Éléments de serrage_f.doc 4

5 OERTLI propose le dispositif de serrage TRIBOS aux clients, seulement sur demande spéciale. La puissance est inférieure à celle des mandrins de serrage Hydro et SINO et ne présente que très peu d'avantages en plus. Longueur de serrage minimale La longueur de serrage minimale, représentée par le symbole K, apparaît sur tous les outils CNC OERTLI. Remarque importante! La longueur de serrage minimale gravée sur la queue de l'outil est conforme aux normes de sécurité européennes et ne correspond pas à la longueur de serrage optimale, mais bien à la longueur de serrage minimale! La procédure correcte consiste à serrer la queue aussi profondément que possible dans le mandrin et à maintenir la longueur de la saillie aussi courte que possible. Figure 1 Figure 2 Figure 1 : Selon norme (pas optimal) Figure 2 : serrage optimal (optimal!) Figure 3 : serrage trop profond (pas optimal) Figure 3 CNC-Info_052012_Éléments de serrage_f.doc 5