L'aide au montage est à votre portée

Les dernières offres de serrage sont conçues pour toutes les facettes et exigences de l'usinage moderne

Ceux qui considèrent le serrage comme une zone statique auraient du mal à s'en tenir à cette vision s'ils regardaient attentivement les dernières offres des principaux fabricants de serrages. Ils trouveraient une variété de produits destinés à aider les ateliers à relever les défis d'usinage actuels. En plus des options avancées prêtes à l'emploi, les sceptiques découvriraient des fournisseurs prêts à aider à compenser les lacunes de l'atelier liées au marché du travail actuel avec des produits de serrage spéciaux et des conseils utiles.

L'un des principaux avantages de certaines des dernières options de serrage est leur capacité à s'adapter à la tendance à l'automatisation accrue des opérations d'usinage. Prenez les étaux hydrauliques, qui sont actionnés par une pompe avec une soupape de commande reliée à la commande de la machine. Le serrage hydraulique est choisi pour de nombreuses opérations de coupe de métaux car il fournit des forces de coupe élevées avec des pistons plus petits qu'un système de serrage pneumatique aurait besoin pour générer la même force, selon Chuck Milam, directeur des ventes de produits industriels chez Kurt Manufacturing Co, basé à Minneapolis. ., qui commercialise des systèmes de fixation hydrauliques.

De plus, le serrage hydraulique est un bon choix pour ceux qui s'intéressent à une production plus automatisée. Considérez, par exemple, ce que Milam décrit comme un système de fabrication semi-automatisé, dans lequel le prélèvement et le placement sont effectués par des humains plutôt que par un robot, mais les étaux du système fonctionnent automatiquement. "Vous pouvez avoir 10 étaux sur un lit et vous appuyez simplement sur un bouton et tout se serre automatiquement avec une force de serrage très contrôlable", a-t-il noté. Par conséquent, le processus ne change pas lorsque le personnel du magasin change.

Selon Milam, les machinistes expérimentés développent une "sensation" qui leur permet de serrer les pièces avec juste la bonne quantité de force afin qu'elles soient fermement en place mais ne soient pas déformées par le processus. Mais le serrage manuel peut très mal tourner lorsque ceux qui font le travail n'ont pas encore développé un tel toucher et une telle sensation.

Cette dernière situation est assez courante, a noté David Simpson, directeur du marketing produit de Kurt. En fait, il a déclaré que de nombreux propriétaires de magasins à l'IMTS de l'année dernière avaient signalé que des opérateurs moins expérimentés endommageaient les pièces en les serrant manuellement avec une force excessive. "Avec le serrage manuel, tout le monde a sa propre idée de 'serré' - c'est une question de force", a expliqué Simpson. "Le serrage automatisé peut aider à éliminer certaines de ces idiosyncrasies de la force des gens. Ainsi, même à un niveau d'automatisation de base, le serrage automatisé déclenché par l'opérateur peut aider à créer de meilleures pièces et à prévenir la destruction de pièces."

Dans les opérations d'usinage avec des robots, les produits de serrage peuvent également faciliter les opérations automatisées de prise et de placement. Par exemple, certains des étaux vendus par Lang Technovation Co. à Hartland, dans le Wisconsin, sont conçus avec des fermoirs ou des empreintes qui permettent aux effecteurs terminaux de robots de les saisir et de les déplacer plus facilement, a noté Jon Dobosenski, directeur général de l'entreprise.

Lang se spécialise dans les étaux flexibles qui permettent aux utilisateurs de répondre aux exigences de divers travaux. "C'est beaucoup moins cher de simplement changer les mâchoires au lieu d'avoir à changer tout l'étau", a déclaré Dobosenski. "Nous avons donc de nombreuses options de mâchoires différentes qui peuvent être utilisées dans une base d'étau standard."

Ces étaux ne sont qu'un exemple d'une évolution à l'échelle de l'industrie vers une prise de travail plus flexible. Dans le passé, les ateliers utilisaient généralement des serrages conçus spécifiquement pour la fabrication de pièces spécifiques. Mais le même équipement n'a pas pu être utilisé au moment de passer au projet, a déploré Larry Robbins, président de la division commerciale de SMW Autoblok Corp., Wheeling, Illinois.

"Tout d'un coup, ces 500 000 $ de serrage spécialisé qu'ils ont achetés se trouvent maintenant sur une étagère ou dans une pile de ferraille quelque part", a déclaré Robbins. "Ainsi, tous les produits que nous développons maintenant sont flexibles pour répondre aux besoins du client non seulement pour le travail (actuel), mais pour chaque travail à venir."

Les derniers produits de serrage d'Autoblok se composent de composants frontaux interchangeables qui entrent en contact avec les pièces et d'une extrémité arrière d'actionnement qui ne change pas. Avec le système de changement de mandrin CCS de la société, par exemple, les utilisateurs peuvent transformer un dispositif de serrage en une variété de solutions différentes. "Il peut s'agir d'un mandrin à trois mors, d'un mandrin à quatre mors, d'un mandrin à pince, d'un mandrin ou d'un simple montage simplement en changeant votre extrémité avant", a déclaré Robbins.

De plus, a-t-il ajouté, les changements peuvent être effectués en moins d'une minute avec une répétabilité de position de 10 µm. Cela contraste fortement avec un changement de serrage typique, que Robbins a décrit comme un processus plus ardu et exigeant en main-d'œuvre qui peut prendre jusqu'à 30 minutes, même pour un opérateur expérimenté.

Un autre avantage de la technologie CCS d'Autoblok, selon Robbins, est que le système peut être adapté au serrage d'autres entreprises. Cela nécessite l'utilisation d'un adaptateur qui met de l'espace entre le porte-pièce et la face d'une broche. Mais Robbins a noté que la distance est négligeable et ne rend pas la configuration moins rigide.

Bien que le CCS soit plus cher que le serrage conventionnel, Robbins a déclaré que les clients sont plus préoccupés par la valeur. "Plus vous intégrez de fonctionnalités à votre travail, plus les gens semblent accepter de dépenser des fonds supplémentaires pour obtenir ce peu plus de flexibilité", a-t-il déclaré.

Pour rendre son serrage plus flexible, Lang Technovation mise sur la modularité. Un exemple est le Makro-Grip Ultra, un nouveau système de serrage modulaire pour l'usinage de plaques et de grands composants. Capable d'incorporer différents corps de base, mâchoires, broches et autres accessoires, le système offre une large gamme de configurations possibles qui peuvent être modifiées rapidement et facilement, selon Lang. De plus, l'entreprise souligne que les modules extensibles du système permettent des configurations de serrage avec différentes hauteurs et des pièces de serrage de plus de 800 mm.

Lang fabrique également des étaux avec des corps coniques qui permettent plus de mouvement dans les applications impliquant des machines à cinq axes. Le cône permet aux pièces d'être suffisamment inclinées pour que l'usinage puisse être effectué sur les faces inférieures, a expliqué Dobosenski. En revanche, il a noté que les mâchoires de ces étaux sont un peu plus petites que la normale.

Bien que l'usinage à cinq axes était rare aux États-Unis dans le passé, Dobosenski a déclaré qu'il devenait beaucoup plus courant. "Nous vendons donc pas mal d'étaux avec le cône."

L'émergence des machines à cinq axes et de fraisage-tournage, toutes deux capables de produire de nombreux types de pièces différents, a également accru la demande de serrage flexible, a ajouté Michael Gaunce, vice-président des ventes pour l'outillage et le serrage chez Schunk USA à Raleigh, NC Un produit de serrage destiné à ces applications est le système de palettes à changement rapide Vero-S de Schunk. Comme son nom l'indique, le système Schunk permet des changements rapides de palettes sur les tables de machines. Un cône de centrage au milieu permet une répétabilité de position à moins de 5 µm, selon Gaunce.

Il a ajouté que le temps de changement de serrage économisé par ce système peut être particulièrement précieux pour les utilisateurs de machines de tournage-fraisage. Ces machines "sont des investissements plus coûteux, mais vous aurez un retour sur investissement beaucoup plus rapide si vous investissez dans un système de palettes à changement rapide", a-t-il affirmé.

L'essor des machines à cinq axes pourrait donner un coup de pouce au serrage magnétique. "Si vous avez un aimant qui tient juste une pièce sur le côté inférieur, cela signifie que vous avez accès aux (autres) cinq côtés de cette pièce", a déclaré Gaunce, notant "ce qui est bon pour l'usinage à cinq axes".

En outre, il a souligné que la tendance aux processus de fabrication automatisés et aux dispositifs connectés dans ces processus pourrait créer une demande supplémentaire de serrage magnétique. La raison, a-t-il expliqué, est que les aimants fonctionnent électroniquement, ce qui les rend adaptés aux environnements de production automatisés et à la connexion avec d'autres équipements.

Plutôt que d'utiliser un étau, les systèmes de serrage magnétiques maintiennent les pièces entièrement en place grâce à la force magnétique. Parce que la force agit sur toute la surface de la pièce, le serrage magnétique offre une bonne réduction des vibrations.

Pour que le serrage magnétique soit une option viable, les pièces doivent être en matériau ferreux. Une autre bonne règle empirique, selon Gaunce : si une pièce a au moins la taille d'une feuille de papier à lettres et un demi-pouce d'épaisseur, il y aura suffisamment de force magnétique pour maintenir cette pièce en place pour l'usinage traditionnel.

Une utilisation courante citée par Gaunce pour le serrage magnétique est d'aider à sécuriser de gros morceaux de métal dans de grandes machines. "Quand je dis grand, je parle de deux mètres de large sur six mètres de long et plus. Vous ne pouvez pas simplement mettre plusieurs étaux de 6" (152 mm) sur cette machine pour serrer une énorme pièce d'acier", a-t-il déclaré. " Donc, souvent, les gens bricolent simplement des supports et des serre-joints autour de ces pièces, là où ils peuvent les placer. »

Cependant, le processus de serrage peut prendre de trois à six heures, ce qui, selon Gaunce, est un temps improductif pendant lequel la broche de la machine ne fonctionne pas.

Pour des situations comme celle-ci, Schunk a développé un kit de serrage extra-large qui comprend des aimants, ainsi que des contremarches, des étaux et le système Vero-S de l'entreprise.

Ces éléments peuvent être utilisés de manière modulaire pour serrer des pièces dans de grandes machines, les aimants étant placés à des endroits stratégiques pour réduire les vibrations.

Pour une grande pièce sur une machine à portique, par exemple, Gaunce a déclaré : "Vous pouvez la serrer à quelques endroits avec de très grands étaux que nous avons conçus spécifiquement pour serrer de grandes pièces. Et au milieu, vous pouvez placer quelques aimants. sur les contremarches pour réduire les vibrations de la pièce à usiner."

La force magnétique peut faire en sorte que les copeaux adhèrent à un aimant ou à une pièce, ce qui pourrait potentiellement interférer avec le processus d'usinage, a averti Gaunce. Mais, a-t-il dit, ce problème est facilement évité lorsque les opérateurs sont correctement formés à l'utilisation d'un aimant.

L'arrivée récente d'un nouveau concurrent sur le terrain est un autre développement important en matière de serrage. À l'été 2021, une ligne de serrage comprenant des étaux et des bases à actionnement manuel et à centrage automatique a été introduite par Mate Precision Technologies, Anoka, Minnesota. "Nous avons appliqué les 60 années d'expérience que nous avons dans la fabrication de produits de précision à partir de matériaux en alliage— principalement A2, D2, M2, H13 et S7 », a déclaré Frank Baeumler, vice-président du serrage chez Mate. "Ces aciers à outils hautement alliés ne sont pas les moins chers du marché. Mais c'est ainsi que nous savons comment fabriquer des produits, et nous l'avons appliqué à cette famille de porte-pièces."

Le résultat, a déclaré Baeumler, était une gamme de produits "très robustes" qui offraient aux utilisateurs un serrage plus rigide, stable et prévisible que ce qu'ils utilisaient auparavant. "La combinaison de conception et de matériaux que nous avons sélectionnés et la façon dont nous exécutons la construction du produit ont été très bien accueillies", a-t-il déclaré. "Ce serait un indicateur qu'il existe un segment de marché de besoins haut de gamme qui n'était peut-être pas si bien servi dans cet espace."

Jusqu'à présent, les produits de serrage de Mate ont principalement trouvé leur place dans les industries médicales et des armes à feu. Selon Baeumler, les étaux présentent une précision de 0,0006" (0,015 mm) et une répétabilité de 0,0004" (0,01 mm), tandis que les bases offrent une précision de 0,0005" (0,013 mm) et une répétabilité de 0,0002" (0,005 mm). Il convient également de noter, a-t-il dit, la conception de la vis-mère de l'étau. Dotée d'un filetage trapézoïdal qui fait plus de contact de surface avec le côté femelle qu'un filetage roulé, la vis-mère produit une force de sortie élevée avec un couple d'entrée relativement faible, a-t-il noté. Fabriquée en acier H13 traité thermiquement, la vis-mère est dotée d'un revêtement TiCN dur qui empêche les copeaux de s'incruster dans la vis, prolongeant ainsi la durée de vie des dispositifs de serrage, a déclaré Baeumler.

Lorsque même les produits de serrage standard haut de gamme ne conviennent pas, les ateliers doivent rechercher des solutions personnalisées. L'un des fournisseurs de serrage qui a répondu à un nombre croissant de demandes de renseignements sur les produits personnalisés est Jergens Inc., basé à Cleveland. En réponse, l'entreprise renforce sa capacité à concevoir et à fabriquer de tels produits, selon Mike Antos, responsable des produits de serrage de l'entreprise.

Outre les produits spécialisés, Antos a déclaré que les clients demandent une assistance supplémentaire de la part du fournisseur de serrage. "Un client dira : 'Je n'ai pas seulement besoin du produit, j'ai besoin d'une recommandation sur l'ensemble de mon processus et sur la manière dont je peux l'améliorer'", a-t-il noté, ajoutant que les types d'informations que les clients recherchent incluent des conseils sur le meilleure façon de fixer leurs pièces et s'ils ont besoin ou non d'un serrage à changement rapide.

Antos a attribué la recrudescence des demandes pour ces services, en partie, à la pénurie croissante de personnel qualifié et expérimenté dans l'industrie de l'usinage. "Vous pouvez avoir une entreprise qui essaie de devenir plus efficace, mais elle n'a peut-être pas les personnes ayant l'expérience ou l'expertise pour le faire", a-t-il déclaré. "Et pas seulement du côté de l'ingénierie pour l'implémenter, mais peut-être avez-vous également une main-d'œuvre moins qualifiée sur la machine. Alors maintenant, vous pourriez avoir besoin d'une solution de fixation plus réfléchie ou plus technique sur votre machine. Et souvent, cela nécessitera un solution de conception et de construction personnalisée."

Chez Jergens, une solution de serrage personnalisée peut simplement être une version modifiée d'un produit standard, par exemple, une plaque de stock avec des trous de montage supplémentaires pour que la plaque s'adapte sur la table de la machine d'un client. Ou il peut s'agir d'une construction de montage complexe créée à partir de zéro.

Bien sûr, il y a des inconvénients à un serrage personnalisé. Antos a déclaré que cela pourrait coûter 50 % de plus qu'un produit standard, et que le temps nécessaire pour réaliser un produit personnalisé peut aller d'une semaine à quelques mois, selon la taille et la complexité du projet. En règle générale, le coût supplémentaire du serrage personnalisé est beaucoup moins préoccupant pour un client que le temps nécessaire pour amener le produit dans le magasin, a souligné Antos. La raison est résumée par l'axiome familier : le temps c'est de l'argent.

"Vous voyez des gens qui sont sous pression pour accélérer la production", a déclaré Antos. "Ils peuvent avoir une machine sur le sol qui ne fabrique aucune pièce, donc souvent les semaines qu'il faut pour obtenir cela (le serrage) sont plus coûteuses que les dollars réels que cela coûte."

Quel que soit le type de solution de serrage que les clients choisissent, Jergens peut les aider à regarder au-delà du prix en quantifiant leurs économies de coûts au fil du temps. Par exemple, Antos a cité une situation dans laquelle un client potentiel qui passe quelques heures par jour à changer des appareils envisage de changer rapidement de serrage. "Si nous pouvons réduire ces deux heures à quelques minutes, nous avons des outils pour aider les clients à voir comment cette économie s'additionne sur une semaine, un mois, un an", a-t-il déclaré. "Donc, le coût initial peut être élevé, mais avec ce que vous allez économiser, vous pourriez le rembourser en quelques mois."

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