Il est temps de prendre au sérieux l'équilibrage des outils

Je parie que tu équilibres tes pneus. Et la plupart de vos amis le font probablement aussi. Alors pourquoi tant d’ateliers lancent-ils la production sans équilibrer leurs outils de coupe et leurs meules ?

Le raisonnement ne devrait pas être dû au fait qu’ils fonctionnent à basse vitesse. Après tout, lorsque vous roulez sur l’autoroute, les pneus de votre voiture ne patinent qu’à 700-900 tr/min. Il est plus probable que cela soit dû au fait que trop de professionnels de la fabrication sous-estiment les avantages potentiels de l'équilibrage de leurs outils. Et, dans certains cas, les améliorations font de l’équilibrage une évidence.

Alors pourquoi équilibrer ? Et comment?

Tous les types d'usinage bénéficient d'un outillage équilibré, car c'est le seul moyen d'optimiser l'état de surface et la durée de vie de votre broche, selon Brendt Holden, président de Haimer USA, à Villa Park, dans l'Illinois. À l’inverse, a-t-il observé, les opérateurs ralentissent souvent une machine pour résoudre un problème de finition de surface ou de précision, alors que la véritable difficulté réside dans un outil déséquilibré.

En fait, Holden a déclaré que certains des plus grands succès de Haimer résidaient dans les magasins qui utilisaient des têtes ennuyeuses à des vitesses relativement faibles. Il se souvient d'un exemple dans lequel le client avait ralenti à 300 tr/min, car sinon le mouvement de la tête d'alésage entraînait des trous surdimensionnés. En équilibrant simplement l'outil, l'entreprise a pu obtenir la précision requise et « faire fonctionner l'outil à 1 200 tr/min avec une avance quatre fois supérieure », a ajouté Holden.

Même si les cas dépendent de l'application, il existe des situations et des facteurs qui nécessitent un équilibre, a noté Dieter Marx, fondateur et directeur général de MPM Micro Präzision Marx GmbH, Erlangen, Allemagne. Par exemple, a-t-il affirmé, absolument tous les outils tournant à plus de 4 000 tr/min doivent être équilibrés, tout comme tous les outils en diamant polycristallin (PCD). Les outils à flûte unique et à pointe unique (y compris de nombreuses têtes d'alésage), quant à eux, sont intrinsèquement déséquilibrés, ils sont donc presque toujours un « must », selon Marx.

Les outils de portage complexes et les outils comportant plusieurs inserts à angles impairs sont également des candidats évidents pour l'équilibrage.

Les outils asymétriques nécessitent également un équilibrage, au moins pour fonctionner à des vitesses plus élevées, a ajouté Simon Manns, vice-président de la division de meulage d'outils chez United Grinding North America, à Miamisburg, Ohio. Cela inclut les outils à hélices variables et à indexation inégale (des fonctionnalités qui ont elles-mêmes été ajoutées pour lutter contre les harmoniques qui se produisent lors de l'exécution à des vitesses plus élevées).

Manns a souligné que les outils comportant un nombre impair de cannelures ne sont pas symétriques, même s'ils sont également indexés. « C'est l'entaille. S'il s'agit d'un outil à trois cannelures, vous aurez généralement une dent longue et deux dents courtes. Les entailles sont plus importantes sur les dents longues que sur les dents courtes. Et cela crée un déséquilibre au bout de l’outil.

La taille et la vitesse comptent, a poursuivi Manns. "Lorsque vous obtenez un outil d'un demi-pouce, cinq huitièmes ou trois quarts de pouce, il y a une grande différence dans le matériau que vous avez retiré à l'extrémité pour l'entaille."

Curieusement, Holden a déclaré avoir rencontré des cas de fraises en carbure monobloc à deux cannelures de grand diamètre, apparemment symétriques, qui étaient considérablement déséquilibrées. Il a attribué cela au fait que l'outilleur s'est concentré sur l'obtention d'un tranchant parfait tout en négligeant d'affûter des cannelures identiques.

L’équilibrage peut également être la solution à un problème apparemment sans rapport. Holden a raconté le cas d'une entreprise automobile qui a acheté des ensembles porte-outils strictement pré-équilibrés pour la production de moteurs. « Leur impression indiquait que l'ensemble d'outils devait leur parvenir équilibré à un niveau de qualité de G2,5 à 15 000 tr/min. Mais ils n’avaient aucun moyen de vérifier.

L'entreprise ne disposait d'aucune machine tournant à plus de 8 000 tr/min, mais son taux de changement d'outils imprévus était de 57 % pendant la production.

Le constructeur automobile a ensuite acheté un équilibreur Haimer pour vérifier les outils entrants et a rejeté tout assemblage d'outils qui ne répondait pas aux spécifications. En conséquence, les délais de changement d'outils imprévus sont tombés à seulement 7 %, a déclaré Holden, soulignant que l'entreprise avait économisé 250 000 $ au cours d'une période d'essai de six mois.

« Ils ont acheté l'équilibreur comme jauge de sécurité pour responsabiliser leurs fournisseurs d'outils de coupe, et cela a résolu des problèmes internes dont ils n'avaient pas conscience », a-t-il ajouté.