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Smooth Gear Ignorer l’ID d’un engrenage. Photos avec l’aimable autorisation de Mazak.

Mazak Synchronisation des machines multitâches pour la coupe des engrenages

Le fraisage de base des dents d’engrenage est possible sur n’importe quelle machine multitâche standard à 5 axes simultanés. Cependant, le parage et le taillage des engrenages sur ces machines nécessitent deux éléments clés supplémentaires : la synchronisation de la vitesse de la broche et un logiciel avancé spécifiquement pour programmer ces opérations d’usinage d’engrenages particulières.

Pour le biseautage et le taillage, une machine multi-tâches doit maintenir avec précision la synchronisation entre le régime de sa broche de fraisage d’axe B et celui de la broche de tournage d’axe C de maintien de pièce tout au long du processus de coupe. Ceci est critique en raison de la quantité infime de marge d’erreur admissible avec cette synchronisation de rotation pendant ces opérations de coupe d’engrenages.

Il convient également de noter que le powerskiving, par rapport au taillage par engrenage, nécessite un niveau de précision de synchronisation encore plus élevé car les vitesses de broche pour cette opération sont bien supérieures à celles utilisées pour le taillage. Par exemple, pour tailler un engrenage droit 20DP à 60 dents avec une fraise à démarrage unique de 2,0 pouces de diamètre à 328 sfm, l’outil devra tourner à 627 tr/min et la pièce à tourner à 10,45 tr/min ; alors que, pour couper le même engrenage avec un diamètre de 1,45 « , une fraise à 29 dents inclinée à un angle de 20 degrés nécessitera que l’outil tourne à 2 526 tr/min et que la pièce tourne à 1 220,9 tr/min pour produire la même vitesse de coupe de 328 sfm.

C’est pourquoi les machines multitâches pour le skiving doivent également avoir des capacités de rétroaction de la balance rotative pour ces broches afin d’assurer une telle synchronisation. Le retour d’échelle permet à la machine de suivre non seulement la vitesse de rotation des broches, mais également leurs emplacements respectifs les uns par rapport aux autres

Pour illustrer, considérons l’opération simple de perçage d’un trou. Si la vitesse de la broche/du foret variait de 5% pendant le perçage réel, cela n’affecterait pas le résultat du processus ou la qualité du trou et n’endommagerait pas le foret. En powerskiving, une telle fluctuation de la vitesse de rotation générerait des vibrations qui, une fois démarrées, sont difficiles à éliminer et nuiraient à la qualité de la surface des dents de l’engrenage.

Bien que la coupe d’engrenages sur une machine multitâche puisse nécessiter des vitesses de broche élevées (en ce qui concerne les processus de fraisage), elle n’implique pas nécessairement des quantités excessives de puissance/de couple de la machine. Les profondeurs de coupe sont légères à moyennes, tout comme celles d’une opération de fraisage en bout conventionnelle sur une surface de matrice ou de moule.

En plus de la synchronisation des broches, les commandes des machines multitâches doivent être équipées d’un logiciel avancé spécifiquement pour le développement de programmes de taillage d’engrenages. Un tel logiciel permet aux utilisateurs de développer rapidement et facilement des programmes de taillage d’engrenages sur la machine et élimine tout risque d’erreur humaine résultant de la programmation manuelle.

Dans le passé, les programmes de power skiving et de taillage étaient écrits à la main, ligne par ligne, code par code. Sans une vaste expérience en écriture de code, le processus pourrait être laborieux et difficile. Une seule erreur typographique mineure ne ferait surface qu’à l’usinage réel et entraînerait potentiellement une pièce mise au rebut.

Gros plan de fraisage à engrenages lisses.

Un logiciel avancé de coupe d’engrenages tel que SMOOTH Gear Cutting de Mazak, par exemple, rend la programmation des engrenages beaucoup moins intimidante pour les opérateurs. Travaillant en tandem avec le retour d’échelle de l’axe rotatif d’une machine, le logiciel élimine les conjectures souvent associées à la taille des engrenages, notamment en termes de programmation et maintenant de synchronisation des broches de tournage/fraisage à haut régime. Les résultats sont une action de coupe beaucoup plus raffinée et des finitions de surface plus lisses sur les dents d’engrenage.

Le logiciel SMOOTH Gear Cutting élimine le besoin de programmer la pièce hors ligne ou sur un système de FAO et assure une synchronisation précise. Il fournit une interface utilisateur graphique/des modules sur le contrôle de la machine, et les opérateurs remplissent simplement divers champs avec des informations telles que le nombre de dents d’engrenage, les angles de pression, etc. La commande génère ensuite le parcours d’outil pour usiner les dents de l’engrenage.

Pour garantir des résultats de coupe d’engrenage précis, il est également recommandé que les machines disposent d’un certain type de capacités/systèmes de métrologie sur machine pour mesurer les dents d’engrenage coupées. Par exemple, après avoir découpé sous pression un engrenage OD, le Smooth Gear Check de Mazak ainsi qu’une sonde standard sont utilisés pour localiser ou mesurer un espace entre les dents et pour déterminer les décalages de travail. Lorsque l’opérateur appelle ces décalages, la machine peut faire pivoter la pièce dans la bonne position.

Pour une solution plus avancée, les magasins peuvent opter pour SMOOTH Gear Check Plus, qui utilise une sonde de balayage pour balayer réellement la surface d’une dent d’engrenage afin que les magasins puissent mesurer le pas et le profil de la dent. Les résultats de l’analyse de la dérivation et du profil sont affichés dans un graphique sur la commande de la machine.

Au fil des ans, ce qui a commencé avec la coupe à 5 axes d’ensembles de couronnes de plus grand diamètre sur des machines multitâches a maintenant évolué vers la capacité d’alimenter également des engrenages de coupe et de fraisage. Ces machines continuent de faire leurs preuves en tant qu’alternatives de traitement viables pour la production de petit à moyen volume.

Contrairement aux systèmes dédiés à haut volume, les machines multitâches offrent la flexibilité nécessaire pour effectuer d’autres opérations sur les pièces. Les ateliers peuvent, par exemple, tourner l’ID et le diamètre extérieur d’une pièce ainsi que couper ses autres caractéristiques d’accouplement – le tout sur la même machine qui permettra également de découper le motif de dent d’engrenage de la pièce. Une telle capacité améliore considérablement la précision globale des pièces, car toutes les caractéristiques usinées sont conformes au diamètre du pas de l’engrenage. De plus, la même machine multitâche qui alimente un engrenage un jour peut usiner des composants complètement différents et sans engrenage le lendemain.

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