LE PORTAIL D'INFORMATIONS MICROTECHNIQUES/LE SALON
25.10.2019
A - Machines
Fraisage et rectification sur une seule machine - rentabilité et précision
Rectification par cordonnées ou fraisage dur ?
C’est un choix auquel de nombreuses entreprises sont confrontées lorsqu’il s’agit de précision et de qualité de surface maximales. Si la rectification par coordonnées satisfait à des exigences de qualité élevées, il est considéré comme un procédé difficile, complexe et onéreux.
En comparaison, le fraisage dur propose des performances d'enlèvement de copeaux intéressantes, qu’il s’agisse d'ébauche ou de finition. En regroupant les deux procédés sur une même machine, cela permet un usinage complet en un seul serrage. Il est donc possible de réduire considérablement les délais d’exécution, d’obtenir une finition de haute précision et grâce à une connaissance exacte des contours, la sécurité du processus est assurée.
Ces 20 dernières années, la société Fehlmann AG a acquis un grand savoir-faire en matière de rectification par coordonnées et a déjà configuré des machines pour des besoins spécifiques aux clients. En raison d’une demande toujours plus forte dans le domaine de la construction d’outils, de moules et de fabrication de pièces, Fehlmann AG a mené avec Heidenhain un projet et développé une nouvelle solution standard répondant à ces exigences.
La base est déjà donnée depuis 2016 avec le centre d’usinage Versa 645 linear à 5 axes. Le Versa 645 linear a été choisi (aussi par Heidenhain) pour le nouveau concept car il présentait l’avantage de ne rien avoir à changer en termes de dynamique et de précision grâce aux axes hautement dynamiques. De plus, la machine offrait toutes les spécificités requises pour réunir ces procédés sur un seul et même centre d’usinage : une précision mécanique de base élevée, une construction solide ainsi qu'une bonne stabilité thermique. La précision de la machine se retrouve donc également sur la pièce usinée. Par ailleurs, le Versa 645 linear couvre un très large domaine d’application.
Plus précisément, cela signifie que grâce à la précision élevée de la machine et de la commande numérique, on peut renoncer à l'axe U. Le pilotage de la rectification est assuré par la commande numérique. L’outil de rectification est placé dans le centre de rotation de la broche. Pendant l’usinage d’un contour, l’axe Z exécute simultanément un mouvement oscillant. Pour cela, un générateur de mouvement pendulaire a été développé.
Le plus grand défi de cette invention réside selon Urs Schmid, responsable développement, dans la fonction de dressage, indispensable si l’on veut obtenir des surfaces de qualité maximale.
« Pour la nouvelle commande, cela signifie qu’il a fallu intégrer une broche supplémentaire dans la cinématique de la machine. »
La broche de dressage (3.000–20.000 tr/min) se trouve sur le berceau, elle est refroidie par un liquide et dotée d’un capteur de bruit d'impact. Ainsi, le dressage se passe comme sur une meuleuse. Une fois les réglages faits, le disque meule le premier diamètre avec la correction du rayon et le reste se déroule auto-matiquement en arrière-plan. »
La programmation du dressage avec environs 30 paramètres s’avérait par contre assez complexe. C’est pourquoi Fehlmann a développé des cycles superposés qui ne comportent que les paramètres nécessaires, simplifiant considérablement la programmation. Ils sont configurés par défaut sur la Versa 645 Linear. De cette manière, comme pour le fraisage, les contours peuvent être programmés sans aucun problème et en toute simplicité.
Pour prouver la précision et la rentabilité du nouveau concept, Fehlmann présente ces premières pièces usinées : Par exemple pour un perçage de Ø 30.5, nous avons obtenu un diamètre de 30.499 mm avec une différence de –0.001 mm. Sur une matrice avec un contour extérieur de 35 mm de profondeur, nous avons obtenu grâce à une rectification avec avance réduite, un Ra de 0.16.
Globalement, Fehlmann AG présente un nouveau concept réunissant avec succès le fraisage dur et la rectification dans une même machine. Des perçages, des contours et des rainures en acier, céramique ou en métal dur peuvent être fraisées puis finies avec une rectification par coordonnées sans avoir à modifier les serrages.