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Jun 08, 2023

Savoir quand l'ajustement rétractable est un bon ajustement

Les porte-outils frettés conviennent aux environnements de production élevée et ont été

Les porte-outils frettés conviennent aux environnements de production élevée et ont été largement adoptés dans la fabrication de composants automobiles. Techniques

Un faux-rond et des vibrations élevés peuvent frustrer tout machiniste, c'est pourquoi il est important de choisir un porte-outil adapté à l'application. Historiquement, les porte-outils plats Weldon étaient utilisés pour assurer la sécurité et réduire l'arrachement de l'outil pendant le processus d'usinage. Cependant, cette option obligeait les opérateurs à faire fonctionner les machines à un régime inférieur en raison du faux-rond variable de l'outil et de l'équilibre de l'assemblage de l'outil. Au lieu de cela, certains fabricants se sont tournés vers des mandrins à pince, qui offraient un meilleur faux-rond mais n'avaient pas le couple de serrage accru nécessaire dans de nombreuses applications.

Au début des années 1990, des mandrins hydrauliques ont été introduits pour faire face à certains de ces problèmes. Et alors qu'ils étaient parfaits pour les travaux de haut en bas, comme le forage et l'alésage, offrant une grande précision, ils n'étaient pas toujours parfaits pour d'autres opérations. Ils ont également demandé beaucoup d'entretien.

À la fin des années 1990, les porte-outils frettés étaient apparus comme une alternative aux autres options de porte-outils disponibles, en particulier les mandrins hydrauliques. L'ajustement fretté offre la possibilité de percer et d'aléser avec une grande précision sans l'entretien nécessaire avec les mandrins hydrauliques.

"L'ajustement par frettage, d'un point de vue technique, est théoriquement le porte-outil parfait, sans pièces mobiles ni accessoires", a déclaré Alan Miller, directeur principal de l'ingénierie, BIG DAISHOWA Inc., Hoffman Estates, Ill. "Cela implique simplement le support, le outil de coupe et un peu de chaleur, ce qui est formidable. Mais parfois, dans la pratique, cela peut devenir un peu plus difficile.

Alors que les porte-outils frettés sont apparus sur le marché comme une alternative aux autres options de porte-outils, leur développement s'est vraiment accéléré dans l'industrie des matrices et des moules.

"L'ajustement rétractable offre un profil très mince, ce qui permet des applications de type à grande portée comme dans l'industrie des matrices et des moules", a déclaré Brendt Holden, président, Haimer USA, Villa Park, Illinois. "Ils permettent même aux extensions rétractables de se développer capacités dans ces cavités profondes. Cela résout vraiment le problème de la production de nombreuses pièces complexes et difficiles d'accès.

En particulier, l'ajustement par frettage est logique dans les environnements de production élevée et a été largement adopté dans la fabrication de composants automobiles.

"L'ajustement rétractable n'offre pas beaucoup de flexibilité lorsqu'il s'agit d'outils de coupe de différentes tailles", a déclaré Mike Eneix, vice-président des ventes, Techniks, Inc., Indianapolis, Ind. "Une taille dédiée est nécessaire pour chaque outil qui Sera utilisé, ce qui est différent d'un mandrin à pince ou d'un porte-outil hydraulique, où vous pouvez avoir un seul support pour de nombreuses tailles d'outils.Pour certains petits ateliers où ils ne savent pas quel travail va arriver dans la porte, ajustement serré n'offrent peut-être pas la flexibilité dont ils ont besoin."

Pour la plupart, les supports rétractables sont très fins, ce qui est l'un de leurs avantages. Ils sont conçus avec des profils minces à grande portée pour des vitesses et des avances élevées et une faible profondeur de coupe.

"Cependant, pour les ateliers qui envisageaient de faire des applications de rouging lourdes, l'ajustement par retrait n'était pas toujours une bonne option car il était très rigide, mais aussi à parois très minces, ce qui provoquait des vibrations", a déclaré Holden.

L'ajustement rétractable offre un profil très mince et certains permettent des extensions rétractables pour étendre les capacités dans les cavités profondes. Cela résout vraiment le problème de la production de nombreuses pièces complexes difficiles à atteindre, a déclaré le président de Haimer USA, Brendt Holden. Haimer

D'une manière générale, les porte-outils à frettage standard sont les mieux adaptés aux applications de fraisage légères à moyennes. L'ébauche super agressive et lourde n'est pas recommandée.

"D'un autre côté, les porte-outils à ajustement fretté standard n'offrent vraiment qu'un faux-rond au milieu de la route, ce qui n'est pas recommandé pour les travaux de finition de surface élevée", a déclaré Miller.

De nombreux fabricants de porte-outils d'aujourd'hui ont résolu ces problèmes en développant des porte-outils frettés avec des conceptions à paroi épaisse et un profil plus épais pour gérer différents types d'opérations.

"Les géométries ont évolué pour permettre désormais à différents modèles de porte-outils frettés d'effectuer à la fois des applications d'ébauche et de finition lourdes", a déclaré Holden. "De plus, avec les supports de profil minces, il existe des options de portée étendue où les opérateurs peuvent rétrécir plusieurs extensions ensemble pour ajouter 15 à 30 pouces pour obtenir ces applications à grande portée tout en conservant la précision."

Le meilleur endroit pour appliquer l'ajustement rétractable est dans les zones à dégagement restreint, les endroits où les mandrins à pince plus grands ne s'adaptent pas physiquement. Ils sont généralement adaptés aux machines et pièces 5 axes où l'alignement du porte-outil dans la pièce est essentiel pour obtenir le plus de dégagement possible.

"Dans le classement général, vous devez vous assurer que vous choisissez le bon style de base", a déclaré Miller. "Qu'il s'agisse d'ébauches lourdes ou d'opérations standard, soyez prudent lorsque vous entrez dans des profils très fins ou lorsque vous travaillez dans des opérations plus lourdes."

Les porte-outils frettés sont devenus de plus en plus populaires ces dernières années pour une multitude de raisons. Voici quelques avantages à choisir ce type de porte-outils :

1) Cohérence. Le réglage de ces porte-outils est très homogène d'un opérateur à l'autre. Ceci est particulièrement important dans les environnements de production où la fiabilité et la répétabilité sont nécessaires.

"Tout le monde dans un atelier qui définit des outils de frettage le fera de la même manière", a déclaré Holden. "Vous n'avez pas besoin d'un expert, et l'expérience ne fera pas beaucoup de différence. C'est un énorme avantage, surtout avec la pénurie de main-d'œuvre qualifiée. Que ce soit le premier jour de travail ou 20 ans plus tard, un opérateur mettra en place le outil exactement de la même manière et obtenir exactement les mêmes résultats."

2) Précision. Un porte-outil fretté bien construit offre un faux-rond maximal de 0,00012 po (3 µ) à trois fois le diamètre de l'outil de coupe. Cette précision est très reproductible d'un opérateur à l'autre.

Les machines de rétraction par induction sont très puissantes, a expliqué Mike Eneix, vice-président des ventes de Techniks. Le chauffage du porte-outil, même pendant quelques secondes de plus que nécessaire, peut réduire la durée de vie du porte-outil, en particulier si cela est répété tout au long de la durée de vie de l'outil. Techniques

3) Répétabilité de l'équilibre.Parce que ce type de porte-outil n'a pas de pièces mobiles, il a une grande répétabilité d'équilibrage, en particulier à des vitesses plus élevées.

"Si un atelier achète un porte-outil fretté correctement équilibré avec les bons accessoires et travaille avec une fraise en bout bien équilibrée, alors il aura un bon équilibre tout en fonctionnant à des vitesses élevées avec peu ou pas de réglage fin", a déclaré Holden.

4) Couple de serrage élevé. Les porte-outils à ajustement rétractable saisissent l'outil de coupe à 360 degrés autour de la tige. Cela empêche l'outil de coupe de bouger pendant les opérations et contrôle la liaison rigide.

"Il est important de s'assurer que la tige de l'outil de coupe est située sur toute la zone de serrage du porte-outil", a déclaré Miller. "Avec des outils courts, le porte-outil essaiera de se comprimer autour d'une zone d'outil qui n'existe pas, créant de petits pas ou des déviations dans l'alésage. Malheureusement pour le marché américain, de nombreux outils nominaux anglo-saxons ont une longueur de tige d'outil de coupe très courte par rapport aux homologues DIN et ISO, ce qui en fait une considération plus importante pour ce marché."

5) Temps de changement d'outil réduit. Avec une bonne machine de frettage par induction, les changements d'outils sont très rapides, en 5 à 10 secondes environ. Il n'y a pas besoin d'étapes ou d'accessoires supplémentaires, comme des écrous ou des disques, qui doivent être entretenus. Cela permet de remettre rapidement l'outil et le porte-outil dans la machine pour redémarrer les opérations.

Le frettage est un système universel et la plupart des fabricants de porte-outils les fabriquent, mais comme ils sont universels, les ateliers ne sont pas enfermés dans un système propriétaire. Tout porte-outil de marque peut être ajusté dans n'importe quelle machine de marque, ce qui les rend extrêmement flexibles. Cependant, il est important de se rappeler qu'il existe à la fois de bons et de mauvais porte-outils et machines de frettage sur le marché.

"Un porte-outil de qualité avec une machine de frettage de qualité peut garantir que le support dure pendant toute la durée de vie de la machine-outil", a déclaré Holden. "Si vous avez une bonne machine en combinaison avec un bon porte-outil, vous n'avez vraiment pas à penser à autre chose. Il y a tellement de choses à vous soucier dans l'atelier que vous ne voulez pas que votre ensemble de porte-outils soit l'un Investir dans un système de qualité peut permettre aux magasins de ne plus penser à cet aspect."

Le matériau du porte-outil est important. Le porte-outil ne doit pas seulement être fabriqué dans le bon matériau. Lors du processus d'achat, les magasins doivent faire attention au type de matériau mais aussi à la cohérence du matériau.

"Il peut y avoir des écarts avec le type de matériau", a déclaré Eneix. "La plupart des fabricants utilisent un acier certifié H13. L'avantage de ce matériau est qu'il peut être chauffé et refroidi des milliers de fois sans perdre l'intégrité de la tolérance du support."

La tolérance d'angle est importante.Avec n'importe quel porte-outil, la seule partie de ce porte-outil qui entre en contact avec la broche de la machine est l'extrémité arrière du cône, il est donc important d'assurer un angle de qualité.

Le directeur principal de l'ingénierie de BIG DAISHOWA, Alan Miller, a expliqué que la propreté est l'une des principales choses à garder à l'esprit lorsque vous travaillez avec des supports à ajustement rétractable. Le BIG DAISHOWA Alpha Wiper Cleaner nettoie les petits alésages cylindriques en insérant et en retirant simplement le nettoyant avant l'insertion de l'outil de coupe. GRAND DAISHOWA

"Cela peut être mesuré avec une échelle AT ou une tolérance d'angle", a déclaré Eneix. "L'angle du cône doit être maintenu à une tolérance de cône AT3 ou mieux. Cela maximisera le contact avec le porte-outil et éliminera tout problème d'interférence ou de mauvaise connexion."

La propreté compte. Un porte-outil propre assurera une bonne connexion à la fois avec l'outil de coupe et la broche. Les opérateurs doivent s'assurer que l'alésage intérieur du porte-outil est propre. Les débris présents dans l'alésage pendant le processus d'induction peuvent marquer l'intérieur et créer des problèmes de qualité et éventuellement dégrader le porte-outil, raccourcissant ainsi son cycle de vie.

"La propreté est l'une des premières choses à surveiller", a déclaré Miller. "Pendant le chauffage et le refroidissement, même la contamination la plus mineure peut s'accumuler, entraînant des problèmes de faux-rond. Et cela peut s'accumuler au fil du temps, entraînant des problèmes de cohérence."

La qualité des machines à induction est importante.Choisir un porte-outil est une chose, mais les ateliers doivent également tenir compte de la qualité de leur machine à induction, qui est essentielle au processus de frettage.

"Ces machines sont conçues pour élargir suffisamment l'alésage du porte-outil pour accepter l'outil de coupe", a déclaré Eneix. "Ils ne devraient s'étendre que de 0,01 à 0,03 pouce. Cependant, obtenir une machine de bonne qualité capable d'effectuer cette tâche rapidement et efficacement peut être coûteux. Certains petits ou moyens magasins peuvent ne pas vouloir investir dans une machine de frettage de 15 000 $, et c'est compréhensible."

L'avantage de ce système est qu'une fois qu'un atelier achète la machine de frettage, elle peut être utilisée pour n'importe lequel de ces types de porte-outils car il s'agit d'une machine universelle.

"Une machine de bonne qualité doit avoir un processus de rétraction qui permet de changer les outils en cinq secondes, puis de les refroidir en 30 secondes", a déclaré Holden. "D'autres systèmes peuvent prendre jusqu'à 15 minutes pour refroidir l'outil, ce qui représente une perte de temps considérable."

Le choix d'une machine de frettage avec une technologie de bobine moderne est essentiel. Cela fournira une énergie sûre et efficace au porte-outil sans surchauffe. En combinaison avec les commandes, les magasins doivent rechercher une machine dotée de fonctionnalités intelligentes telles que la détection automatique, qui détectera la distance entre l'extérieur de la cale et l'intérieur du support.

"Il sera en mesure de déterminer la puissance, le temps et la fréquence nécessaires pour ouvrir le forage", a déclaré Holden. "Ces fonctionnalités intelligentes éliminent vraiment toute variabilité de l'équation et des mains de l'opérateur."

La température compte. Ne surchauffez pas le porte-outil. Une surchauffe, même de courte durée, peut endommager le support. Les fonctionnalités intelligentes peuvent éliminer ce problème, mais pour ceux qui n'ont pas de détection automatique, il est important de faire attention à la durée de chauffage du porte-outil.

Les machines à induction varient en termes de qualité. Il est important d'en choisir un qui peut à la fois chauffer et refroidir rapidement. Le cycle de refroidissement de la machine Quencher ShrinkFIT de Techniks utilise un bain de refroidissement qui refroidit en 30 secondes. Techniques

"Les machines de rétraction par induction sont très puissantes", a déclaré Eneix. "Si vous le chauffez même pendant quatre ou cinq secondes de trop, cela peut affecter la durée de vie du porte-outil, surtout si cela se répète tout au long de la durée de vie de l'outil."

La surchauffe du porte-outil peut modifier les propriétés du matériau et la structure du grain.

Souvent, lorsque les opérateurs ont du mal à retirer l'outil du support, ils ont tendance à le chauffer encore et encore jusqu'à ce que l'outil soit libre.

"Les opérateurs peuvent ne pas réaliser à quel point cela est dommageable pour le titulaire", a déclaré Miller. "Dans certains cas, cela peut complètement détruire le porte-outil. Certaines des machines les plus récentes disposent d'une technologie comme un limiteur thermique, qui garantit que le porte-outil ne surchauffe jamais."

Tous les systèmes ne sont pas équipés de cette technologie, c'est pourquoi il est important de bien former les opérateurs qui travailleront avec des porte-outils frettés. Bien qu'il y ait une grande cohérence avec la configuration, la formation aidera à garantir que la surchauffe n'est pas un problème.

"Il en faut beaucoup pour endommager le porte-outil", a déclaré Eneix. "L'outil doit atteindre plus de 1 500 degrés pour perdre son intégrité, mais cela arrive. Cela se voit généralement lors de l'extraction de l'outil de coupe. Avec de nombreux opérateurs différents effectuant ces tâches, un peu de formation peut faire beaucoup pour maximiser le cycle de vie du titulaire."

La rédactrice adjointe Lindsay Luminoso peut être jointe à [email protected].

GRAND DAISHOWA, www.bigdaishowa.com

Haimer USA, www.haimer-usa.com

Techniks USA, techniksusa.com