Augmentez la productivité grâce à une meilleure maintenance des poinçons et des matrices

Sep 30, 2023

De nombreux fabricants ont de nombreux poinçons et matrices actifs à haut volume qui doivent être correctement entretenus pour les maintenir en parfait état. Un entretien régulier améliore la capacité de l'outillage à fournir des arêtes nettes et droites et garantit que l'outillage maintiendra des tolérances dimensionnelles serrées, ce qui minimise les problèmes de qualité potentiels.

En effectuant ce type d'entretien correctement et régulièrement, les fabricants peuvent économiser du temps et de l'argent. Pour accélérer le processus, de nombreux ateliers resurfacent l'outillage en interne pour des articles tels que les poinçons de toit, l'outillage de presse à tourelle, l'outillage de ferronnerie, les matrices progressives, les jeux de matrices, l'outillage en carbure et les plaques de décapage.

Dans la plupart des opérations de presse à tourelle, l'outillage est retiré et démonté, nettoyé et inspecté pour garantir des performances optimales lors du prochain cycle de production. Les poinçons et les matrices bénéficient également du meulage de surface, de sorte que de nombreux fabricants le considèrent comme un principe central de leurs programmes de maintenance.

Les rectifieuses planes traditionnelles prennent du temps et demandent beaucoup de main-d'œuvre, la plupart nécessitant une surveillance continue par un opérateur. Des options automatisées plus avancées peuvent accélérer le processus de meulage et permettre aux ateliers de resurfacer les outils en quelques minutes au lieu de plusieurs heures.

"Affûter 0,010 pouce d'un outil pendant le processus d'affûtage prend moins de cinq minutes", a déclaré Mike Anderson, chef de produit industriel chez DCM Tech, basé à Winona, dans le Minnesota, un concepteur et constructeur de meuleuses de surface rotatives industrielles.

Selon Anderson, la rectification plane présente de nombreux avantages, notamment une augmentation substantielle de la productivité, une prolongation de la durée de vie de l'outil et une amélioration de la qualité des pièces finies.

"Permettre à un outil d'être utilisé trop longtemps sans affûtage peut sérieusement dégrader l'outil", a déclaré Anderson, ajoutant que la durée de vie de l'outil est fonction du nombre de coups et du matériau poinçonné. "L'affûtage par la méthode de meulage de surface rotatif peut réduire les coûts d'outillage de remplacement d'outils jusqu'à 40 %. Du temps et de la main-d'œuvre supplémentaires peuvent être économisés en réduisant ou en éliminant les opérations d'ébavurage", a déclaré Anderson. "Pour ces raisons, l'équipement automatisé peut offrir un retour sur investissement en aussi peu qu'un an."

Défis de maintenance des outils traditionnels Certains ateliers envoient un ensemble complet d'outils pour être affûtés par un fournisseur extérieur, obligeant l'entreprise à investir dans un autre ensemble d'outils pour sauvegarder l'ensemble en cours d'affûtage. D'autres ateliers jettent l'outillage lorsqu'il n'est plus efficace, plutôt que de l'affûter pour prolonger la durée de vie de l'outillage.

Pour l'entretien des outils en interne, une meuleuse sur socle de base peut suffire, mais elle n'indique pas la quantité de matière enlevée. Cette méthode brûle l'outil, ne parvient pas à créer une arête vive et ruine l'outil.

Avec les meuleuses planes alternatives conventionnelles, l'outillage est placé dans un montage et une table va et vient sous la meule, une approche inefficace qui nécessite de nombreuses passes et beaucoup de temps. Dans un cas où il y a des centaines d'outils à gérer, un opérateur passera un temps démesuré devant la meuleuse, à surveiller et à régler les avances.

Les équipements plus anciens ont également des roues et des cadrans relativement complexes pour contrôler le mouvement de la meuleuse. Ces commandes nécessitent une expérience considérable et une dextérité manuelle pour fonctionner. En fin de compte, les opérateurs doivent être expérimentés et comprendre toutes les nuances de chaque machine, ce qui peut devenir un problème lorsque les machinistes chevronnés prennent leur retraite.

Compte tenu des limites inhérentes à la maintenance des outillages conventionnels, un nombre croissant de fabricants et d'ateliers d'usinage se tournent vers une approche plus automatisée.Avantages de la rectification automatisée des poinçons et des matrices

Les progrès technologiques dans l'industrie ont conduit à une plus grande automatisation des poinçons et matrices à l'aide d'une plate-forme de rectifieuse plane rotative avancée. Par exemple, la poinçonneuse et meuleuse (PDG) de DCM Tech, une rectifieuse de surface à table rotative de 5 CV, est un ensemble clé en main avec contrôle d'alimentation automatique, abrasifs CBN auto-dressants, liquide de refroidissement à travers la broche et fixation universelle qui accepte Amada, Trumpf, Salvagnini, Finnpower, Weideman, Whitney et un autre outillage.

Avec ce type d'équipement, la table tourne avec la pièce fermement maintenue en place sous une broche verticale. Le meulage ne s'effectue pas par le bord périphérique de la meule, mais sur tout le diamètre de la surface abrasive.

"Avec les meuleuses de surface de table à mouvement alternatif, c'est comme essayer de couper l'herbe avec une tondeuse à gazon sur le côté, en utilisant uniquement le bord de la lame, au lieu d'utiliser horizontalement où la lame entière peut couper une large bande d'herbe. C'est la raison pour laquelle une meuleuse de surface rotative nécessite moins de passes de finition et le processus est beaucoup plus rapide", a expliqué Anderson.

L'alimentation automatique du PDG élimine également les problèmes potentiels dus à un fonctionnement manuel incohérent et améliore la productivité de l'opérateur. Une fois qu'un opérateur a installé l'outillage à affûter et démarré la machine, il peut partir et s'occuper d'autres travaux. Le PDG s'arrêtera automatiquement après avoir alimenté la quantité de matériau sélectionnée et arrêtera la machine à la fin du processus.

"L'alimentation automatique protège à la fois l'outillage et la machine d'une éventuelle alimentation manuelle agressive de l'opérateur et rationalise le processus", a déclaré Anderson.

Pour minimiser le risque de brûler l'outillage, le liquide de refroidissement est alimenté à travers la broche à partir du milieu de la meule et à l'extérieur là où la meule rencontre l'outil.

Des fixations sont également nécessaires pour maintenir solidement le poinçon ou la matrice pendant le processus de meulage.

Cependant, les ateliers de fabrication peuvent perdre un temps de production précieux si les opérateurs recherchent parmi les appareils spécialisés celui qui fonctionnera correctement avec l'outillage. "Le montage DCM est universel, acceptant la plupart des formes et tailles d'outils de tourelle", a déclaré Anderson.

Dans le cas du PDG, les poinçons sont maintenus en place par un mandrin unique à trois mors qui fixe les outils, des petits poinçons aux grandes matrices. L'outillage standard permet d'affûter les poinçons de toit et d'angle de cisaillement jusqu'à 10 degrés. Un mandrin magnétique à montage rapide en option permet le meulage de plaques de dévêtissage, d'outils rectangulaires et de petites matrices.

Pour accélérer l'entretien de l'outil, la meuleuse utilise une meule abrasive CBN auto-dressante, qui produit de nouvelles conditions et performances d'outil.

Lorsque moins d'automatisation est requise dans une empreinte plus compacte pour la maintenance de l'outillage dans la cellule, la société propose également le Mini PDG avec un moteur de 1,5 HP et un volant d'alimentation manuelle. Pour les grands programmes de maintenance des matrices, DCM propose des tables de rectification plane rotative jusqu'à 48" de diamètre.

Les opérateurs de presses à tourelle se sont longtemps appuyés sur des méthodes à forte intensité de main-d'œuvre pour entretenir les outils de poinçonnage et de matrice, ce qui a contribué à ralentir la production et les temps d'arrêt excessifs. Aujourd'hui, les fonctionnalités automatisées des meuleuses planes rotatives avancées rationaliseront la maintenance des outils en une fraction du temps, améliorant considérablement la productivité, la durée de vie utile des outils et, finalement, le résultat net.

"Les fabricants peuvent également affûter les outils sans tourelle, y compris les petits inserts de matrice, et bénéficier d'un gain de temps équivalent", déclare Anderson. "Des délais d'exécution plus courts pour l'affûtage des outils signifient que les outils sont remis en service plus rapidement, et c'est de cela qu'il s'agit - produire le plus de pièces en un minimum de temps."

Substance utilisée pour le meulage, le rodage, le rodage, la superfinition et le polissage. Les exemples incluent le grenat, l'émeri, le corindon, le carbure de silicium, le nitrure de bore cubique et le diamant dans différentes tailles de grain.

Outil rotatif qui élimine les matériaux durs ou mous similaires à une lime rotative. Les dents d'une fraise, ou flûtes, ont un râteau négatif.

Dispositif de serrage qui se fixe sur une broche de fraiseuse, de tour ou de perceuse. Il tient un outil ou une pièce par une extrémité, ce qui lui permet d'être tourné. Peut également être monté sur la table de la machine pour maintenir une pièce. Deux mâchoires réglables ou plus maintiennent l'outil ou la pièce. Peut être actionné manuellement, pneumatiquement, hydrauliquement ou électriquement. Voir collet.

Fluide qui réduit l'accumulation de température à l'interface outil/pièce pendant l'usinage. Prend normalement la forme d'un liquide tel que des mélanges solubles ou chimiques (semi-synthétiques, synthétiques) mais peut être de l'air sous pression ou un autre gaz. En raison de la capacité de l'eau à absorber de grandes quantités de chaleur, elle est largement utilisée comme liquide de refroidissement et véhicule pour divers composés de coupe, le rapport eau-composé variant selon la tâche d'usinage. Voir liquide de coupe ; fluide de coupe semi-synthétique; fluide de coupe à base d'huile soluble; liquide de coupe synthétique.

Cristal fabriqué à partir de nitrure de bore sous haute pression et température. Utilisé pour couper des matériaux ferreux et à base de nickel difficiles à usiner jusqu'à 70 HRC. Deuxième matériau le plus dur après le diamant. Voir les outils superabrasifs.

Taux de changement de position de l'outil dans son ensemble, par rapport à la pièce lors de la coupe.

Dispositif, souvent fabriqué en interne, qui maintient une pièce spécifique. Voir gabarit; montage modulaire.

Opération d'usinage dans laquelle la matière est enlevée de la pièce par une meule abrasive motorisée, une pierre, une bande, une pâte, une feuille, un composé, une boue, etc. Prend diverses formes : meulage de surface (crée des surfaces planes et/ou carrées) ; meulage cylindrique (pour les formes cylindriques et coniques externes, les filets, les contre-dépouilles, etc.); meulage sans centre; chanfreinage; meulage de filets et de formes; meulage d'outils et de fraises; broyage désinvolte; rodage et polissage (meulage avec des grains extrêmement fins pour créer des surfaces ultra lisses); honing; et meulage de disque.

Roue formée d'un matériau abrasif mélangé dans une matrice appropriée. Prend une variété de formes mais se divise en deux catégories de base : une qui coupe sur sa périphérie, comme dans le meulage alternatif, et une qui coupe sur son côté ou sa face, comme dans le meulage d'outils et de fraises.

Dispositif de serrage utilisé sur les rectifieuses planes et les fraiseuses pour maintenir les pièces ferreuses à grands côtés plats. La puissance de maintien peut être fournie par des aimants permanents ou par un système électromagnétique. Voir mandrin.

Usinage d'une surface plane, inclinée ou profilée en faisant passer une pièce sous une meule dans un plan parallèle à l'axe de la meule. Voir meulage.

La pièce est maintenue dans un mandrin, montée sur une plaque frontale ou fixée entre les centres et tournée tandis qu'un outil de coupe, normalement un outil à pointe unique, y est introduit le long de sa périphérie ou à travers son extrémité ou sa face. Prend la forme d'un tournage rectiligne (coupe le long de la périphérie de la pièce); tournage conique (création d'un cône); tournage pas à pas (tournage de diamètres différents sur la même pièce) ; chanfreiner (chanfreiner un bord ou un épaulement); parement (coupe sur une extrémité); filetages tournants (généralement externes mais peuvent être internes); ébauche (enlèvement de métal à grand volume); et la finition (coupes légères finales). Réalisé sur tours, centres de tournage, mandrins, visseuses automatiques et machines similaires.