L'art de l'assemblage thermique

17/06/2013 - Oliver Hagenlocher


 

Le triomphe de l'arbre à cames monté continue sur sa lancée en raison de la diminution de masse par rapport aux arbres à cames pleins. Même le secteur des véhicules PL fait maintenant appel aux arbres à cames montés.  Un inconvénient notable de nombreux process d'assemblage réside cependant dans les forces d'assemblage élevées qui entrainent des tolérances inadmissibles quant à la position et l'orientation de la came. Le brevet d'assemblage EMAG offre maintenant un avantage déterminant: l'assemblage thermique de précision permet la fabrication d'arbres à cames et d'entrainement "prêts au montage".

Les avantages des arbres à cames montés sont bien connus: des coûts optimisés, allègement du poids, possibilité d'utiliser différents matériaux pour les composants unitaires, une flexibilité de production élevée, sans oublier la possibilité de réaliser plus aisément de nouvelles géométries de cames comme des rayons de came négatifs. Dans le cadre de la diminution obligatoire du carburant et des émissions CO2 nul ne s'étonne que les arbres à cames montés continuent à gagner du terrain. Les procédés d'assemblage 'came & arbre' alternatifs ont cependant un inconvénient de taille compte tenu du fait que les deux ne peuvent être assemblés avec une précision telle que la rectification en reprise des cames soit devenue superflue. En règle générale, l'assemblage des cames avec l'arbre se fait par une liaison de forme et de force générée soit par compression soir par moletage. Mais il arrive que les forces d'assemblage requises provoquent une déformation des composants intéressés, ce qui engendre des tolérances de valeurs non admissibles de la position ou de l'orientation de la came.

L'assemblage thermique EMAG = assemblage de précision
Grâce à l'assemblage thermique, c'est à dire le frettage ou posage à chaud de la came sur l'arbre, on atteint les tolérances exigées en raison d'une séquence d'assemblage libre de forces de réaction. Le savoir-faire concernant la maitrise des paramètres process: température & temps ainsi que la configuration mécanique du dispositif d'assemblage sont, bien évidemment, essentiels. La combinaison optimale entre robot et la technologie de préhension permet de maitriser des fentes d'assemblage inférieures à 15 µm en toute sécurité process. Le concept d'une très grande flexibilité autorise un degré de liberté impressionnant lors du design des arbres à cames et peut être appliqué pour une production en moyens lots requérant de nombreuses reconversions sur un autre type de pièce. La très grande précision de l'arbre à cames assemblé de cette sorte permet de réduire la rectification de façon drastique voire de la supprimer en cas de cames de précision. Un autre avantage du procédé réside dans la possibilité de combiner différentes matières dans un arbre. Entrent en ligne de compte, outre les cames forgées en 100 Cr 6, des cames avec finition en rectification ou cames frittées qui peuvent se passer d'OP de rectification de reprise. Des pièces subsidiaires comme des bouchons ou extrémités peuvent, comme l'arbre lui-même, être fabriqués dans des matières moins coûteuses. Il est donc possible d'adapter l'arbre à cames aux exigences du moteur et de l'optimiser quant à la chargeabilité et les coûts de revient.

Toujours une longueur d'avance
Au cas où l'arbre à cames requerrait une OP de rectification à l'issue du process  l'assemblage, il est possible d'enchainer ce dernier avec une rectifieuse. Avec les centres de rectification EMAG de la gamme VTC DS c'est très simple. Le robot de la machine d'assemblage transfère l'arbre à cames monté directement en position de chargement du centre de rectification. Les avantages de ce procédé proposé par EMAG peuvent aussi être appliqués à d'autres composants. Prenons l'exemple d'une production d'arbres d'entrainement: les pignons rectifiés et alignés en rang serré peuvent être montés sur les arbres sans être obligé de prendre en compte le dépassement nécessaire de la meule. Cela permet de minimiser la longueur de l'arbre d'entrainement et de compacter l'ensemble dans sa totalité.

Une flexibilité maximale
L'application EMAG se distingue par un nombre restreint de composants en contact direct avec la pièce. Aussi, la reconversion de telles machines sur une autre pièce peut se faire en un temps record (moins de 15 min).

Un assemblage de qualité en quelques secondes

Le procédé d'assemblage thermique proposé par EMAG combine flexibilité & productivité, sans oublier le temps de cycle très court. Pendant l'assemblage d'une came, la prochaine se trouve déjà en état de préchauffe. La configuration de la machine d'assemblage avec plusieurs unités de chauffage permet une adaptation optimale de la technologie au processus d'usinage requis. Tous ces avantages font que des fabricants renommés d'arbres à cames et d'autres composants de précision manifestent un fort intérêt pour ce nouveau procédé et demandent de réaliser des essais, à moins qu'ils ne l'exploitent pas déjà dans leur production. Toute la synergie des avantages du groupe EMAG est au service des clients, en partant de l'élaboration d'un concept commençant par l'ébauche et en passant par l'assemblage jusqu'à la finition.

Les avantages de l'assemblage thermique:

  • Une précision élevée, aucun travail de reprise après l'assemblage
  • Une diminution du poids, donc moins de matériau 
  • Aucune déformation due au process d'assemblage
  • Combinaison de différents matériaux possible
  • Choix de la séquence des composants
  • Position angulaire et axiale au choix
  • Une reconversion rapide lors du changement de production


Les points positifs d'un arbre à cames monté:

  • Coûts et poids réduits
  • Possibilité d'utiliser différents matériaux pour les cames
  • Une production hautement flexible
  • Les nouvelles géométries de cames – comme les rayons négatifs des cames – sont facilement réalisables

Interlocuteurs

Oliver Hagenlocher

Press and publishers

Téléphone: +49 7162 17-267
Fax: +49 7162 17-199
E-mail: communications@emag.com

Images