Machpro 875B 15/10/08

Sous très haute pression

En parallèle du développement de l’usinage à sec, l’arrosage continue sa percée et en profite pour se diversifier. Après les buses annulaires, les douches de rideaux d’axes et les diverses formes de jets, c’est au tour de la pression et du débit de monter. On trouve donc aujourd’hui sur le marché des solutions extrêmes et d’autres plus alternatives. Dans tous les cas, les performances sont améliorées et le retour sur investissement est rapide. Parlons-en.

Succès au rendez vous
Cette année encore, Seco tools France a montré ses capacités à innover au travers de produits essentiellement destinés à améliorer la productivité des acteurs de la mécanique de précision. C’est lors de ses JUM – Journées de l’Usinage Moderne – que le carburier a dévoilé les dernières évolutions élaborées par son service recherche et développements. Une nouvelle fois, le succès des Journées de l’Usinage Moderne a été confirmé par les 460 visiteurs clients reçus, soit plus de 520 personnes lorsque l’on inclut l’encadrement technico-commercial du fabricant. L’évènement était réparti sur 3 journées identiques organisées par groupes assistant à des conférences, des démonstrations d’usinage, des visites de l’atelier de production et des rencontres avec les partenaires. Ces derniers étaient représentés par Aubert & Duval, Berthiez, Blaser, Delcam, Erowa, DMG, Mikron et Siemens.

Thème principal
La conférence principale des JUM était placée sous le sujet « Les outils Jet Stream au service de la productivité ».

Il s’agit de l’optimisation de l’arrosage en tournage dont le principe est de bien localiser le jet de lubrifiant par l’intermédiaire de buses intégrées à la bride de serrage de la plaquette. On connait les principaux paramètres influant sur la formation des copeaux à différents niveaux :
Outils coupants : Angle de dépouille, angle d’attaque, rayon de bec, finition, arête de coupe, géométrie.
Paramètres de coupe : Avance, profondeur de passe, épaisseur du copeau, vitesse de coupe.
Matériau : Dureté, résistance à la coupe (Kc), traitement thermique, structure.
Arrosage : Avec ou sans, lubrification par émulsion, air, huile de coupe, huile entière.
On sait par ailleurs que la fragmentation des copeaux permet d’éliminer une grande partie de la chaleur dégagée par le frottement de l’outil sur la matière usinée. On en vient donc à vouloir fragmenter les copeaux afin que la chaleur ne se transmette par leur intermédiaire, par conduction. Une solution consiste à projeter un liquide de coupe focalisé sur le contact outil-pièce, en grande quantité et rapidement. L’effort mécanique puissant généré provoque alors la cassure efficace du copeau. La technique du jet d’eau est particulièrement appropriée car elle représente 1 paramètre évolutif et adaptable qui provoque un effet « coin » entre le déroulement du copeau et la plaquette. D’autres avantages sont également constatés comme la baisse importante de la température à l’arête de coupe, l’augmentation de la durée de vie des outils et l’augmentation significative de la vitesse de coupe. Selon Seco, cette technique est particulièrement adapté à l’usinage des réfractaires : Base nickel ou cobalt, et titane.

Titane, acier alu …
Titane : Pour cette matière, Seco a développé une application gagnante dans le domaine du tournage : Il s’agit de 30 machines équipées avec plus de 1 000 outils. La pompe a une puissance de 22 kW pour 1 débit de 34 L/min, la pression de 350 bars étant diffusée par des buses d’un diamètre de 2 mm, soit 1 section de 3.14 mm2. Les bénéfices sont une vitesse de coupe de 120-150 m/min au lieu de 60 m/min, une durée de vie des plaquettes doublée et une fragmentation du copeau La productivité d’un tour HP ressort à 3 fois celle générée par 1 tour classique.
Acier : Pour une application de tournage du 25CD4, une pompe de 8.5 kW à 25 L/mn sous 350 bars a été utilisée. Là encore on a constaté une fragmentation du copeau et une durée de vie de la plaquette multipliée par 2.
Aluminium : Pour le tournage des alliages légers, Seco a sélectionné 1 pompe 20 L/mn, une buse d’un diamètre de 1.8 mm et une pression de 70 bars. Les avantages générés sont :
– Ebauche : Temps de cycle divisé par 2,5 – ap multiplié par 2 – vitesse de coupe augmentée de 10% et avance F plus rapide de 01 %. On constate également une excellente maîtrise du copeau.
– Finition : Temps cycle réduit de moitié - vitesse de coupe augmentée de 10 % et avance f doublée avec utilisation de plaquettes rondes qui permettent de conserver le Ra. Comme en ébauche, la maîtrise du copeau est assurée.

Comment faire ?
Les éléments machine nécessaires à la bonne application de l’arrosage haute pression sont :
– Pompe HP avec gros débit et faible section de trou.
– Huile soluble adaptée ne moussant pas et stable à l’impact.
– Filtration du lubrifiant 25 microns pour éviter l’érosion du circuit.
– Réfrigération du lubrifiant pour évacuer les calories dues à la coupe, à la pression et au frottement.
– Carénage machine contenant les projections et le « brouillard ».
– Aspiration du brouillard dans le respect des impératifs d’hygiène et de sécurité.
– Montage d’usinage sans « cuvette » favorise l’évacuation des copeaux.
Pour la moyenne pression jusqu’à 120 bars maximum, Seco propose une gamme d’outils standards d’ores et déjà disponible. Elle existe en attachements carrés avec connexion de l’arrosage en rigide sous l’outil et en attachements Seco-Capto.

Pour les matériaux plus difficiles tels que le titane et l’inconel, par exemple, le carburier préfère les solutions d’outils «sur mesure» parfaitement adaptées aux opérations sous très haute pression, c’est-à-dire jusqu’à 400 bars.

Une solution pour chaque besoin
Avec ses gammes JetStream tooling à 10 L/min sous 80 bars et JetStream high powerflow à 34 L/min sous 350 bars, Seco Tools se place résolument du côté des augmentations de la productivité. Il est vrai que la société possède une expérience de plus de 15 ans dans l’usinage haute pression. Et, pour ceux qui souhaitent conserver les dispositifs de lubrification d’origine de leurs machines, Seco annonce que l’emploi d’outils JetStream procure des avantages qui compensent largement l’investissement (entre 20 et 25 % de surcoût outil). Décidément, Seco a réponse à tout !