Monter un gros anneau

Oct 10, 2023

En période de difficultés économiques, les fabricants de pièces sont généralement réticents à sous-traiter un travail à un concurrent lorsqu'il existe un moyen de le faire en interne. Akron (Ohio) Gear & Engineering Inc. a fait face à cette situation il y a un an lorsque le COVID-19 a considérablement réduit la charge de travail de l'entreprise. Elle est spécialisée dans l'usinage de grandes pièces, y compris les engrenages industriels, et n'a pas voulu abandonner un projet de fabrication d'un anneau de 0,9 tonne métrique (1 tonne) en acier 4340, même si la machine la plus appropriée pour le travail était en cours de reconstruction, a déclaré Dennis Miller d'Akron Gear & Engineering.

"Le coût de l'ensemble du travail était plus élevé que si nous l'avions confié", a-t-il déclaré, notant le coût élevé de l'outillage requis. "Mais si nous n'étions pas en mesure de le faire, nous aurions peut-être perdu leur entreprise. Nous ne voulions pas prendre de risque."

Avec son plus grand tour à tourelle verticale, d'une capacité de 3 098,8 mm (122"), indisponible à l'époque, Akron Gear & Engineering avait besoin d'usiner l'anneau sur son aléseuse CNC horizontale Juaristi mais ne disposait pas de la fixation nécessaire. L'utilisation de l'aléseuse au lieu du VTL nécessitait de tenir l'anneau verticalement plutôt qu'horizontalement. -axe, 2 413 mm (95") sur l'axe y et 711,2 mm (28") sur la broche.

Miller a contacté un fournisseur de serrage familier pour une solution, mais n'a jamais eu de réponse. Ne voulant pas attendre plus longtemps, il a appelé le distributeur industriel Atwood Industries Inc. à Cleveland, qui a recommandé le serrage de Mitee-Bite Products LLC à Center Ossipee, New Hampshire. Après avoir discuté du travail avec Michael Witzgall, responsable principal des applications chez Mitee-Bite Products, un agencement modulaire monté sur des sous-plaques à fente en T a été recommandé. Les dispositifs de serrage comprenaient des pinces à rainure en T robustes de Mitee-Bite Products avec des pinces Pitbull à bords émoussés et de grandes butées multifixations pour la première opération, puis des goupilles modulaires XYZ Xpansion pour les opérations ID, OD et de surfaçage.

"La conception modulaire était essentielle avec cette application pour éviter la distorsion due à la pression de serrage", a déclaré David Bishop, directeur général de Mitee-Bite Products. "Les grandes séries d'une seule pièce laissent très peu de place à l'erreur. La prévention de la distorsion avec cette pièce lourde en forme d'anneau nécessitait une communication solide avec le client, une séance de brainstorming approfondie et un logiciel de simulation CAO pour recommander les meilleures options. Le montage des plaques à rainures en T centrées sur le diamètre de l'anneau permet de placer toutes les pinces et les butées dures dans une position statique, puis d'appliquer une pression de contact par petits incréments de manière égale dans toutes les directions jusqu'à ce qu'une force de maintien suffisante soit atteinte."

Un anneau de 0,9 tonne métrique est foré chez Akron Gear & Engineering. Image reproduite avec l'aimable autorisation des produits Mitee-Bite

Manquant d'expérience avec les produits de Mitee-Bite Products, Miller s'inquiétait de savoir si ses ouvriers seraient à la hauteur de la tâche de tenir la pièce massive.

"Si les pinces ou les broches échouent", a-t-il dit, "ça me tombe dessus. Vous devez faire confiance au vendeur qui vous les vend, en espérant qu'il n'exagère pas sur la qualité de ses pièces."

Bishop a estimé qu'il faudrait plus de 4 536 kg (10 000 lb) de force pour cisailler une goupille XYZ Xpansion, qui est en acier inoxydable 17-4 PH.

"Nous n'étions pas préoccupés par un manque de force dans les directions x, y et z", a-t-il déclaré.

Miller a déclaré que le diamètre extérieur de l'anneau mesure 2 247,9 mm (88,5"), le diamètre intérieur est de 1 993,9 mm (78,5") et l'épaisseur est de 107,95 mm (4,25"). Il s'est avéré que la pièce était plus haute que les cornières d'Akron Gear & Engineering, empêchant la section supérieure d'être serrée.

"Cela a pris beaucoup plus de temps que prévu car l'usinage de la zone non serrée sur le dessus produisait beaucoup de vibrations", a-t-il déclaré, ajoutant qu'il fallait environ une semaine pour usiner la bague sur le centre de tournage vertical. "Si nous l'avions fait sur le plus grand VTL, nous aurions pu faire tout le travail en deux jours."

Miller a commencé le travail en appliquant une fraise à surfacer de 152,4 mm (6") pour couvrir toute la face en un seul passage. En plus de ses préoccupations concernant les vibrations et le broutage, la croûte du matériau de la pièce était plus dure que la sous-surface.

"Je suis passé à une fraise à surfacer de 4" (101,6 mm) pour traverser la surface", a-t-il déclaré. "Une fois sous la croûte, j'ai pu revenir à (une) fraise de 6".

Un détail est affiché de la fixation de Mitee-Bite Products qu'Akron Gear & Engineering utilisait pour maintenir un anneau de 0,9 tonne métrique. Image reproduite avec l'aimable autorisation des produits Mitee-Bite

Miller a déclaré que la plus grande fraise à surfacer fonctionnait à un COD de 1,524 mm (0,06") et à une vitesse d'alimentation de 2 286 mm/min. (90 ipm) pour aider à minimiser les vibrations. s pour retirer les 3,175 mm (0,125") restants de matériau sur les deux fonctions.

Il a déclaré que les sous-plaques à rainure en T étaient usinées à plat avec un évidement à la fois sur le diamètre intérieur et le diamètre extérieur de sorte que lorsque la barre d'alésage dégageait le bord, la barre n'entre pas en contact avec les sous-plaques. Ils étaient boulonnés ou serrés sur les cornières, et les pinces Pitbull maintenaient la pièce dans le premier ensemble.

"Avec cette configuration, j'ai pu fraiser et finir une face et percer et aléser les trous dans la pièce", a déclaré Miller. "Une fois cette opération effectuée, l'anneau a été retiré et des trous ont été percés et taraudés dans les sous-plaques pour les goupilles Xpansion. Une fois les goupilles serrées, j'ai commencé le deuxième côté en fraisant la face, puis en fraisant en cercle l'ID et l'OD à 0,125 pouce de la taille finale."

Il a déclaré que les broches XYZ Xpansion laissent la pièce exempte d'interférences de serrage.

"Nous pouvons faire trois côtés en une seule configuration", a déclaré Miller, "en économisant beaucoup de temps de configuration en déplaçant les pinces et en indiquant l'alésage d'innombrables fois. Cela vous montre simplement que vous n'avez pas besoin de la plus grande pince pour maintenir les plus grandes pièces."

Après avoir terminé le travail, il a demandé au représentant commercial du fournisseur initial qu'Akron Gear & Engineering s'était demandé pourquoi le représentant commercial n'avait jamais répondu.

"Il a blâmé le COVID-19", a déclaré Miller.

"Ce qui m'a vraiment impressionné, c'est la rapidité avec laquelle (Akron Gear & Engineering) a mis le plan en action", a déclaré Bishop. "Comme le dit le vieil adage, si vous ne gagnez pas de jetons, vous ne gagnez pas d'argent."

Agrandissement d'un trou déjà percé ou carotté. Généralement, il s'agit d'une opération de dressage du trou préalablement percé avec un outil monopoint type tour. L'alésage est essentiellement un tournage intérieur, dans la mesure où généralement un outil de coupe à une seule pointe forme la forme intérieure. Certains outils sont disponibles avec deux arêtes de coupe pour équilibrer les forces de coupe.

Essentiellement une poutre en porte-à-faux qui maintient un ou plusieurs outils de coupe en position pendant une opération de forage. Peut être maintenu immobile et déplacé axialement pendant que la pièce tourne autour d'elle, ou tourné et déplacé axialement pendant que la pièce est maintenue immobile, ou une combinaison de ces actions. Installé sur des fraiseuses, des perceuses et des aléseuses, ainsi que sur des tours et des centres d'usinage.

Condition de vibration impliquant la machine, la pièce et l'outil de coupe. Une fois que cette condition survient, elle est souvent auto-entretenue jusqu'à ce que le problème soit corrigé. Le broutage peut être identifié lorsque des lignes ou des rainures apparaissent à intervalles réguliers dans la pièce. Ces lignes ou rainures sont causées par les dents de la fraise lorsqu'elles entrent et sortent de la pièce à usiner et leur espacement dépend de la fréquence des vibrations.

Contrôleur à microprocesseur dédié à une machine-outil permettant la création ou la modification de pièces. La commande numérique programmée active les servos et les entraînements de broche de la machine et contrôle les différentes opérations d'usinage. Voir DNC, commande numérique directe ; CN, commande numérique.

Fonctions de conception de produits réalisées à l'aide d'ordinateurs et de logiciels spéciaux.

Fraise pour couper des surfaces planes.

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

Surface plane usinée dans la tige d'un outil de coupe pour une meilleure tenue de l'outil.

Usinage avec plusieurs fraises montées sur un même arbre, généralement pour coupe simultanée.

Dimension qui définit le diamètre intérieur d'une cavité ou d'un trou. Voir OD, diamètre extérieur.

Machine de tournage capable de scier, fraiser, meuler, tailler des engrenages, percer, aléser, aléser, fileter, dresser, chanfreiner, rainurer, moleter, filer, tronçonner, rétreinte, coupe conique, coupe à came et excentrique, ainsi que tournage pas à pas et droit. Se présente sous une variété de formes, allant du manuel au semi-automatique en passant par l'entièrement automatique, les principaux types étant les tours à moteur, les tours de tournage et de contournage, les tours à tourelle et les tours à commande numérique. Le tour à moteur se compose d'une poupée et d'une broche, d'une poupée mobile, d'un banc, d'un chariot (avec tablier) et de glissières transversales. Les caractéristiques comprennent des leviers de sélection de vitesse (vitesse) et d'alimentation, un porte-outil, un support composé, une vis mère et une vis mère d'inversion, un cadran de filetage et un levier de déplacement rapide. Les types de tours spéciaux comprennent les machines à broche traversante, à arbre à cames et à vilebrequin, à tambour et rotor de frein, à filer et à canon de fusil. Les tours d'outillage et d'établi sont utilisés pour les travaux de précision; le premier pour les travaux d'outillage et de matrices et tâches similaires, le second pour les petites pièces (instruments, montres), normalement sans alimentation électrique. Les modèles sont généralement désignés en fonction de leur "oscillation" ou de la pièce de plus grand diamètre pouvant être tournée ; la longueur du lit ou la distance entre les centres ; et la puissance générée. Voir machine à tourner.

Opération d'usinage au cours de laquelle du métal ou un autre matériau est enlevé en appliquant de la puissance à une fraise rotative. En fraisage vertical, l'outil de coupe est monté verticalement sur la broche. En fraisage horizontal, l'outil de coupe est monté horizontalement, soit directement sur la broche, soit sur un arbre. Le fraisage horizontal est en outre décomposé en fraisage conventionnel, où la fraise tourne dans le sens opposé à la direction d'alimentation, ou "vers le haut" dans la pièce à usiner; et le fraisage en montée, où la fraise tourne dans le sens de l'avance, ou "vers le bas" dans la pièce. Les opérations de fraisage comprennent le fraisage plan ou surfacique, le fraisage en bout, le surfaçage, le fraisage d'angle, le fraisage de forme et le profilage.

Exécute des fraises en bout et des fraises montées sur arbre. Les caractéristiques comprennent une tête avec une broche qui entraîne les fraises ; une colonne, un genou et une table qui assurent le mouvement dans les trois axes cartésiens ; et une base qui supporte les composants et abrite la pompe et le réservoir de liquide de coupe. Le travail est monté sur la table et introduit dans la fraise rotative ou la fraise en bout pour accomplir les étapes de fraisage ; les fraiseuses verticales alimentent également les fraises en bout au moyen d'un fourreau monté sur broche. Les modèles vont des petites machines manuelles aux grands broyeurs à lit et duplex. Tous prennent l'une des trois formes de base suivantes : vertical, horizontal ou convertible horizontal/vertical. Les machines verticales peuvent être de type genou (la table est montée sur un genou qui peut être élevé) ou de type lit (la table est solidement soutenue et ne se déplace qu'horizontalement). En général, les machines horizontales sont plus grandes et plus puissantes, tandis que les machines verticales sont plus légères mais plus polyvalentes et plus faciles à configurer et à utiliser.

Fabrication d'un produit en sous-ensembles qui permet le remplacement rapide et simple des ensembles défectueux et l'adaptation du produit à différentes fins. Voir pièces interchangeables.

Dimension qui définit le diamètre extérieur d'une pièce cylindrique ou ronde. Voir ID, diamètre intérieur.

Charge maximale que le robot peut supporter en toute sécurité.

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.

Diffère du tour à moteur en ce que le support composé normal est remplacé par des tourelles pivotantes multi-outils montées sur le chariot transversal et la poupée mobile. Voir tour.

Les articles d'actualité rédigés par Cutting Tool Engineering ont été rédigés ou édités par les rédacteurs du magazine Cutting Tool Engineering. Les rapports représentent le matériel soumis au CTE par des auteurs externes et édité par les éditeurs du CTE pour le style et la précision.