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Comment réduire les taux de rebut et augmenter la productivité avec un serrage de pièces parfaitement adapté

Lorsqu’on parle de technique de serrage, il s’agit de fixer une pièce à usiner ou un outil qui permet ensuite d’usiner une pièce. Le dispositif de serrage doit serrer la pièce à usiner le plus solidement possible, c’est-à-dire avec le moins de vibrations possible. Le système de serrage doit présenter une grande répétabilité, être rapide et facile à manipuler, polyvalent, facile à remplacer et, si possible, peu onéreux. 

Quand la technique de serrage augmente-t-elle la productivité ?

Le serrage optimal de la pièce à usiner réduit le temps de mise en place et augmente donc la productivité. Une excellente manipulation des pièces pendant le serrage et un rééquipement flexible de la technique de serrage suffisent à augmenter régulièrement la productivité d’au moins 30 %, voire 90 % dans certains cas. Les solutions normalisées qui ne sont pas uniquement orientées sur une seule pièce à usiner, mais ont de multiples applications possibles, permettent d’économiser sur les coûts de réapprovisionnement et de stockage.

Quelles sont les tendances en matière de technique de serrage de pièces à usiner ?

  • L’usinage des matériaux composites, des composants légers, des composants à paroi mince et miniaturisés
  • Des lots de tailles plus petites grâce à la personnalisation croissante des pièces à usiner
  • Des procédés de production totalement automatisables et une surveillance fiable des procédés
  • Un équipement automatisé des pièces à usiner
  • Une mise en réseau et une identification claire des composants de technique de serrage
  • La mise en œuvre des capteurs pour la saisie et le transfert de données
  • Configurateurs en ligne pour les composants de serrage

Le chargement et le déchargement sont de plus en plus automatisés dans les applications industrielles, de sorte que le serrage des pièces est un facteur décisif pour la fiabilité des processus et doit être équipé d’une technologie de capteurs complète. C’est l’unique moyen de vérifier et de réguler automatiquement les pressions de serrage. Si la force de serrage diminue ou si des vibrations se produisent, les paramètres de coupe peuvent être ajustés automatiquement pour garantir un processus sûr et une efficacité maximale. Cela nécessite différentes options de recherche et une communication intégrée entre le dispositif de serrage et la machine-outil. 

Quels sont les avantages d’une palette à point zéro ?

La définition du point de référence permet de serrer les pièces à usiner, les dispositifs et les systèmes de serrage en une seule opération avec une grande répétabilité. La productivité augmente lorsque d’autres pièces à usiner sont mises en place à l’extérieur de la machine sur le système de serrage correspondant pendant que la machine exécute un ordre. Si cet ordre est exécuté, le système de serrage peut être retiré et la pièce suivante peut être placée dans la palette à point zéro. La machine peut lancer immédiatement le programme suivant, réduisant ainsi le temps d’arrêt.

Même dans les centres d’usinage modernes à cinq axes ou les machines de tournage-fraisage, la pièce à usiner doit être solidement serrée sans entraver le libre accès à la pièce depuis tous les axes. Les cubes de serrage effectuent cette tâche de manière particulièrement efficace. Ils offrent la possibilité d’usiner simultanément plusieurs pièces exigeant le même serrage.

Si les cubes de serrage eux-mêmes sont à nouveau équipés de boulons de serrage à point zéro, le cube complet peut être installé à l’extérieur de la machine pendant que les pièces sont usinées sur un autre cube dans la machine. Les cubes complets sont ensuite remplacés, positionnés et fixés très rapidement via la palette à point zéro. Il est également possible de précharger les pièces sur des palettes, puis de les fixer dans le cube de serrage.

Il existe une tendance forte pour la combinaison de différentes méthodes de serrage. La technique de serrage à point zéro constitue souvent la base et est complétée par des systèmes hydrauliques, magnétiques ou pneumatiques sous la forme d’un module flexible.

Cube de serrage avec 3 palettes à point zéro. Différents étaux sont montés sur chacune des palettes à point zéro.

Vous avez des questions concernant nos systèmes de serrage de pièces ?

Vous pouvez contacter notre service commercial du lundi au vendredi de 8h00 à 19h00

Comment fonctionnent les différents systèmes de serrage ?

En principe, les éléments de serrage peuvent être répartis, en fonction de leur action physique, entre serrage mécanique, pneumatique, hydraulique, à vide ou magnétique :

Éléments de serrage mécaniques

Les éléments de serrage mécaniques requièrent un serrage fastidieux et précis, mais offrent également des forces de serrage importantes avec un autoblocage des éléments de serrage. Les éléments de serrage mécaniques sont des excentriques à levier articulé, étaux pour machines, tables de serrage angulaire ou tables rotatives. Les étaux à levier articulé fonctionnent avec trois articulations. Lorsque ceux-ci sont alignés, le levier articulé ne peut plus être repoussé par une force antagoniste, l’autoblocage prévaut. Les étaux à serrage rapide fonctionnent selon le même principe, nécessitant moins de temps et d’efforts. Ils conviennent à une utilisation avec les dispositifs de soudage, de perçage et de commande. Avec les étaux à serrage excentrique, le centre de la courbe de serrage est décentré. Ils sont donc plus adaptés aux dispositifs de tournage qu’aux dispositifs de fraisage, car les opérations de fraisage provoquent des vibrations plus fortes qui pourraient relâcher le serrage.

Étaux mécaniques à simple serrage

Les étaux pour machines permettent le serrage de pièces de petite à moyenne taille pour la production de pièces unitaires et de petites séries. Par comparaison avec les autres systèmes actifs, ils nécessitent moins de conseils, moins de démarches de maintenance personnalisées et sont simples d’utilisation. Ils constituent donc une solution intéressante et bon marché pour de nombreuses opérations standard.

Éléments de serrage pneumatiques

Les cylindres de serrage pneumatiques permettent une fermeture et une ouverture rapides du dispositif de serrage. Cependant, en raison de la faible pression de service admissible, ils ne délivrent pas de grandes forces de serrage et, en raison de l’effet de ressort de l’air, ils cèdent en cas de surcharge. Pour éviter cela, il est recommandé de combiner les étaux à levier articulé autobloquants.

Éléments de serrage hydrauliques

Les éléments de serrage hydrauliques délivrent des forces de serrage élevées et peuvent augmenter rapidement la pression de serrage. Ils sont variés et peuvent également être utilisés en cas de formes de pièces complexes. Le serrage est très solide, peut être contrôlé automatiquement et offre également des forces de serrage importantes sur tous les points de serrage. 

Dispositifs de serrage magnétiques

Les dispositifs de serrage magnétiques fixent la pièce à usiner sur des plaques de serrage à aimant permanent ou électromagnétiques. Ainsi, il est plus aisé de serrer des pièces aux formes complexes. De plus, des plaques de serrage électromagnétiques peuvent toutefois entraîner une perte de chaleur pendant le fonctionnement, voire déformer la pièce. Pour éviter cela, deux types d’aimants peuvent être combinés. Après l’usinage, les pièces doivent être démagnétisées. Les plaques de serrage magnétiques et les mandrins magnétiques sont utilisés pour le fraisage, le tournage, l’érosion et la rectification. L’avantage des éléments de serrage magnétique repose sur la force de maintien importante, définissable et concentrée, avec une consommation d’énergie et des coûts de maintenance en comparaison faibles. 

Technique de serrage à vide

La technique de serrage à vide permet également de serrer des matériaux minces et élastiques. Ces dispositifs de serrage sont essentiellement utilisés pour l’usinage de composites, du bois et du plastique et conviennent à la combinaison de la production additive avec les matières plastiques et l’usinage (et la finition). Les systèmes de serrage à vide performants sont également utilisés pour l’usinage du métal et préservent tout particulièrement le matériau, notamment lors de la coupe de l’aluminium et d’autres métaux non-ferreux.