Obtenez une prise en main grâce au serrage du diamètre intérieur

Le serrage de pièce de diamètre intérieur offre une plus grande accessibilité aux caractéristiques de la pièce, ne nécessitant aucun mécanisme de préhension à l'extérieur de la pièce. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Hainbuch.

Les options de serrage traditionnelles pour les opérations de tournage ont tendance à se concentrer sur la préhension du diamètre extérieur (OD). Pourtant, les experts s'accordent à dire que le serrage des pièces de diamètre intérieur (ID) devient de plus en plus courant, d'autant plus que de plus en plus d'ateliers achètent de nouveaux équipements de tour ayant une configuration à deux broches.

"La tendance actuelle que nous voyons est que les ateliers investissent dans des machines à deux broches plutôt qu'une broche principale et une poupée mobile", a déclaré Tom Sheridan, président, Royal Products, Hauppauge, NY "Sur la deuxième broche, le serrage ID est vraiment commence à faire son chemin et gagne en valeur."

Avec les machines bibroches, la pièce est à l'état brut sur la broche principale. À ce stade, il est souvent judicieux d'usiner les composants internes et les fonctions d'identification. Une fois cette opération terminée, la pièce est transférée sur la contre-broche afin que vous puissiez maintenant saisir en interne avec un dispositif de serrage, comme un mandrin, les éléments que vous venez d'usiner pour permettre un accès complet à l'OD.

Certains ateliers s'en tiennent au serrage OD car c'est ainsi que cela a toujours été fait, et tous les composants n'ont pas d'alésage, ce qui est essentiel pour le serrage ID.

"Dans un monde parfait, chaque pièce aurait un alésage à partir duquel vous pourriez la serrer", a déclaré Winkel. "Mais nous savons tous qu'ils ne le font pas. Alors parfois, vous n'avez tout simplement pas le choix; vous le faites d'une autre manière."

Selon les experts, l'accessibilité est l'un des avantages les plus importants du serrage des pièces ID. Le serrage ID ne nécessite aucun mécanisme de préhension sur le profil extérieur de la pièce, ce qui signifie qu'il n'interfère pas avec l'outillage. Et toutes les caractéristiques de diamètre extérieur peuvent être tournées en une seule opération, optimisant la concentricité, une caractéristique souhaitable que les experts voient de plus en plus à mesure que les tolérances se resserrent.

Lors de l'utilisation d'une contre-broche, les opérateurs doivent également tenir compte de la façon dont la configuration de préhension affectera les conditions de surface.

« Au lieu d'usiner une partie de la pièce en une seule opération et une partie en une deuxième opération, vous obtenez un accès complet à toute la longueur du composant », a déclaré Sheridan. "Avec la configuration bi-broche, il est important de considérer que lorsqu'une pièce est usinée sur la broche principale, puis transférée sur la contre-broche, si vous agrippez la surface OD qui a déjà été usinée, il y a un risque d'endommager ou de marquer la surface."

Sheridan souligne également que sur de nombreuses pièces, la longueur d'engagement d'un alésage ID peut être supérieure à celle disponible pour la préhension OD en raison de la configuration de la pièce, ce qui entraîne une rigidité et une transmission de couple accrues.

Ce n'est qu'au cours des dernières années que le serrage des pièces ID est devenu une option de serrage sérieuse. Les experts conviennent que bien que les mandrins et les options de serrage ID aient été disponibles, ils ont souvent été négligés pour les méthodes plus traditionnelles en raison des nombreuses idées fausses qui circulent.

Avec les machines à double broche, le serrage ID peut être utilisé sur la contre-broche pour saisir les éléments internes qui ont été usinés à l'aide de la broche principale, permettant un accès complet au diamètre extérieur. Photo gracieuseté de Royal Products.

"Il y a des années, les gens ne savaient pas vraiment que le verrouillage de l'identification était une option", a déclaré Winkel. "Les mandrins à l'époque avaient tendance à être fragiles et personnalisés, ce qui signifiait qu'il y avait un long délai pour les acquérir, et ils étaient coûteux. À l'époque, il n'y avait pas de produit standard, standard ou modulaire. , d'ailleurs. Donc, les gens supposent que c'est toujours le cas alors que ce n'est vraiment pas le cas.

Aujourd'hui, de nombreuses options différentes sont disponibles sur le marché. Winkel a expliqué qu'il ne s'agit pas d'un appareil universel, mais avec des options de changement rapide et des composants adaptables, les ateliers peuvent acheter un mandrin qui peut être remplacé par d'autres pièces rapidement et avec un investissement minimal.

"Il y a un malentendu dans l'industrie où les ateliers pensent que la douille [de serrage] doit correspondre à la longueur de l'alésage ou à la longueur de la pièce", a déclaré Winkel. "Ce n'est tout simplement pas le cas. Nous avons travaillé sur de nombreuses applications où nous avons serré sur une longueur très courte et cela a bien fonctionné. Bien sûr, nous comprenons quel est le processus, ce que l'atelier essaie d'accomplir."

Il est important d'être réaliste lors de l'exploration du serrage ID. Ce n'est pas parce qu'une pièce a un alésage qu'un mandrin est le meilleur choix. La configuration de la pièce joue un rôle clé pour savoir si la pièce peut être saisie sur l'ID. Sheridan a expliqué que, par exemple, si l'alésage mesure Ø25 mm avec une profondeur de 12 mm, mais que le diamètre extérieur de la pièce est de 200 mm, le serrage sur le diamètre intérieur ne transmettra pas nécessairement un couple de serrage suffisant pour usiner efficacement la pièce.

Une autre idée fausse courante est que les mandrins sont fragiles et ne constituent pas un moyen robuste de serrer une pièce. Selon Winkel, les gens croient cela parce que les mandrins se composaient traditionnellement d'un collet fendu ou d'une douille fendue ; les fabricants ont créé l'appareil en y découpant des fentes et en le faisant s'étendre. Cependant, il y avait des limitations importantes dans la capacité d'expansion.

"Si ce style de pince était élargi trop de fois sans pièce, la contrainte s'accumulait dans la pince, ce qui pouvait entraîner une défaillance", a déclaré Winkel. "Beaucoup ont pensé : 'Si j'appuie sur l'interrupteur au pied qui actionne le cylindre de la machine, y a-t-il une chance que je casse le collet ?' C'était une idée courante que nous essayons de dissiper avec les nouvelles options disponibles."

Winkel a noté que de nombreux mandrins plus récents utilisent une configuration de douille en caoutchouc vulcanisé dans laquelle les segments d'acier sont vulcanisés ensemble. Cette conception garantit que même si vous actionnez le mandrin plusieurs fois sans pièce, il ne se cassera pas.

La tendance des tours bibroches a certainement ouvert les yeux des utilisateurs sur l'importance et l'applicabilité du serrage des pièces ID. Cependant, le serrage sur l'ID a généralement été utilisé dans la production d'engrenages, où cela avait vraiment du sens. Les experts ont noté que de plus en plus d'applications de fraisage sont également serrées à l'aide de cette méthode.

"Le choix de la meilleure option de serrage dépend de l'application du client", a déclaré Josh Herschbach, ingénieur principal, Carr Lane Manufacturing, St. Louis, Mo. "S'ils ont besoin d'avoir accès à l'ensemble du profil de la pièce, en fonction de la taille de la pièce , où il est usiné et quelle force est exercée en fonction de la méthode d'usinage, ce serait une excellente solution pour de nombreux clients de fraisage. »

Les avantages de l'utilisation du serrage ID sur une fraiseuse et un tour sont similaires. Herschbach a noté que l'un des avantages qu'il voit avec les options de serrage ID pour le fraisage est la possibilité de fixer plusieurs pièces.

Toutes les caractéristiques de diamètre extérieur peuvent être tournées en une seule opération, optimisant ainsi la concentricité, nécessaire pour respecter des tolérances serrées. Photo publiée avec l'aimable autorisation de Hainbuch.

"Il peut facilement être utilisé pour des pièces uniques tant qu'il a un alésage interne", a déclaré Herschbach. "Mais il doit également être boulonné sur une plaque de montage, où il a des capacités de changement rapide, ce qui est idéal pour la production à grande échelle. Les pinces à centrage automatique permettent un montage rapproché pour l'usinage en plusieurs parties sur les centres d'usinage verticaux et horizontaux."

La fabrication d'engrenages n'est pas la seule application adaptée au serrage ID. Les fraiseuses à cinq axes ou les machines à quatrième axe ont également aidé les ateliers à adopter cette méthode. Au lieu de mâchoires, de queues d'aronde ou de toute autre méthode de serrage, un mandrin vous donnerait un accès presque parfait aux cinq côtés de la pièce, ce qui ne serait pas possible avec d'autres dispositifs de serrage.

"Lors des salons professionnels, l'une des pièces les plus courantes que nous voyons en démonstration sur les machines 5 axes est la turbine", a expliqué Winkel. "C'est très impressionnant de voir [cela] être usiné. Mais ils sont souvent fixés à l'aide de mandrins à trois mors. Lorsque vous pensez à la façon dont la pièce se connecte au moteur à l'aide d'un arbre, il est logique de la serrer de la même manière que il serait fixé dans son produit final. Il est beaucoup plus logique de le serrer avec un mandrin. Ce processus n'a pas encore fait son chemin dans l'industrie. Nous espérons changer cela.

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

Carr Lane Manufacturing Co., www.carrlane.com

Hainbuch Amérique, www.hainbuchamerica.com

Produits Royal, www.royalproducts.com

De nombreuses caractéristiques et mécanismes des mandrins d'aujourd'hui garantissent qu'ils fournissent un serrage ID rigide et précis. Photo gracieuseté de Royal Products.