Tour vertical VT 4-4 :

10/07/2014 - Oliver Hagenlocher

Des performances maximales pour la production de boîtes de vitesse en grandes séries


Le marché se développe et la concurrence s'intensifie. Selon une étude de Roland-Berger, c'est ainsi que peuvent se résumer les prévisions des fournisseurs de l'industrie automobile. L'étude conclut également qu'un taux de croissance du marché d'environ 6 % est envisageable pour les deux prochaines années. Cependant, l'industrie des pièces est confrontée à la concurrence croissante de nouveaux acteurs sur les marchés émergents. Que faire pour contrer cette tendance ? Tout d'abord, il peut être utile d'étudier de plus près la rentabilité des sites de production. La production des pièces doit être plus rapide, offrir une plus grande précision et une meilleure viabilité économique. Une étude plus approfondie du nouveau tour vertical VT 4-4 développé par les spécialistes du tournage d'EMAG permet de mettre en évidence les systèmes de production adaptés. Cette machine offre des performances élevées pour les productions de boîtes de vitesse en grandes séries.
 

La production d'arbres d'entraînement et d'arbres de transmission est une tâche très spécifique et essentielle à la fabrication des automobiles et ce, pour plusieurs raisons. En effet, un grand nombre des pièces de ces arbres sont d'une géométrie très détaillée et des plus complexes qui est primordiale pour de nombreux éléments. Par exemple, les pignons de grande précision permettent une transmission de couple très élevés dans la boîte de vitesse. De même, les épaulements et les rainures haute précision garantissent le bon ajustement des pièces. La performance globale du groupe motopropulseur dépend en grande partie de la fonctionnalité des arbres. Qui plus est, ces pièces d'une très grande complexité doivent être produites dans des millions d'exemplaires, rapidement et avec la plus grande précision. À la fin du travail de tournage principal, la géométrie de l'arbre doit idéalement être la plus proche possible de son contour final. Dans ce domaine, les tolérances que recherchent les responsables des méthodes sont de l'ordre du micromètre.

Comment concilier ces exigences de hautes performances ? Les spécialistes du tournage EMAG travaillent sur cette question spécifique depuis des décennies. L'équipe de développement du fabricant de machines crée des systèmes de fabrication très innovants et personnalisés destinés à la production de pièces de type arbres. Son tour vertical à 4 axes VT 4-4 respecte cette tradition. Il offre de nouvelles possibilités pour l'usinage de pièces d'une longueur maximale de 1 050 mm et d'un diamètre maximum de 200 mm :

• Simultané : l'usinage est effectué dans les 4 axes à une vitesse maximale de 4 500 tours/minute. Le procédé utilise deux tourelles dotées de douze postes d'outillage chacune, équipées d'outils de tournage ou d'outils entrainés (avec un poste réservé pour la pince).

• Automatisé : les pinces apportent les pièces brutes dans la zone d'usinage et retirent les pièces finies : pendant qu'une pince insère une nouvelle pièce brute dans la machine, l'autre pince retire la pièce usinée de la machine.

Une réduction des coûts unitaires garantie
« Ce principe représente une grande avancée en matière de performances pour la production d'arbres, en particulier dans un environnement qui traite d'importants volumes de pièces », explique le Dr Guido Hegener, Directeur général d'EMAG Maschinenfabrik GmbH. « Grâce aux changements de pièces rapides et à l'usinage performant dans les quatre axes, les temps de cycle sont très courts. Utilisé avec un système d'automatisation simple, le tour permet de réduire au minimum les coûts unitaires. Cela constitue un grand avantage pour l'utilisateur. » En standard, la machine est équipée de deux convoyeurs en circuit fermé qui permettent d'économiser de l'espace. Ils acceptent respectivement jusqu'à 28 pièces brutes et 28 pièces usinées. Grâce à des unités de transfert et de changement ou à des robots, plusieurs machines VT peuvent être reliées à moindre coût et facilement.

Une grande attention portée à la qualité des pièces

La qualité des pièces produites revêt une importance particulière pour les ingénieurs du bureau d'études EMAG. Pour cette raison, le bâti de la machine est fabriqué en béton polymère MINERALIT. Il intègre tous les modules technologiques : la broche, les tourelles et la contre-poupée d'une grande puissance. Sa construction rigide résiste aux vibrations, tout comme le procédé de tournage. Les surfaces sont ainsi de grande qualité et les géométries très précises. L'alignement vertical de la pièce, caractéristique EMAG, garantit également l'intégrité constante du procédé. Ce système permet d'évacuer les copeaux et empêche ainsi leur accumulation dans la zone d'usinage.

« Enfin, et surtout, nous avons également accordé une grande importance à la facilité d'utilisation de ces machines », souligne Guido Hegener. « Après tout, le facteur humain est un facteur très important lorsqu'il s'agit de productivité. Nous voulons que cette machine soit aussi simple que possible pour l'opérateur. » Pour cela, tous les éléments pertinents (le système électrique, l'hydraulique et notamment le système d'arrosage) sont d'un accès très aisé, et l'interface utilisateur est intuitive et parfaitement structurée.

Une large gamme de possibilités

Le VT 4-4 offre une large gamme de possibilités au responsable des méthodes de fabrication des boîtes de vitesse. Grâce à sa conception compacte et son alignement vertical, la machine est encore plus économique à l'usage tout en occupant très peu d'espace. Elle intègre d'origine des systèmes d'automatisation et il n'est donc pas nécessaire d'en rajouter.  

Des temps de cycle courts, un haut niveau de flexibilité et un encombrement réduit... D'après les spécialistes, quelles sont les chances de réussite de leur nouveau concept de machine ? « Nous sommes extrêmement optimistes », déclare Guido Hegener. « Avec son ratio prix-performances très attractif, le VT 4-4 complète ingénieusement notre gamme de tours verticaux. C'est la raison pour laquelle, nous considérons que nous avons d'excellentes chances de nous imposer sur le marché. »

 

Données techniques



  

CapacitéUnitéVT 4-4
Diamètre du mandrin de serrageMm250
Diamètre d'usinage, max.Mm200
Longueur d'usinage, max.Mm1,050
Déplacement en XMm395
Déplacement en ZMm1,230
Broche principale, puissance nominale à 40 %/100 % du cycle d'utilisationkW38 / 29
Couple à 40 %/100 % du
cycle d'utilisation
Nm250 / 200
Vitesse, max.Tr/min4,500
Tourelle - Positions des outilsQté2 x 12 (1 pince)
Vitesse de repositionnement rapide dans X/Zm/min30 / 30
Vitesse des outils entrainésTr/min9,600
Couple des outils entrainés
à 30 %/100 % du cycle d'utilisation
Nm56 / 33

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Oliver Hagenlocher

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