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Auteur(s)
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François C. PRUVOT : Ingénieur-docteur - Ancien Directeur technique de Renault Machines-outils - Professeur honoraire, Directeur du Laboratoire de productique et de machines-outilsÉcole polytechnique fédérale de Lausanne
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Lire l’articleINTRODUCTION
Nous avons montré en et que toutes les machines, à de rares exceptions près, tendaient vers un archétype commun : le centre d’usinage à 5 ou 6 axes. Beaucoup seront – et certaines le sont déjà – multiprocessus.
Les machines pour « arbres et carters » (nous appelons ces derniers pièces polyédriques) utiliseront outils fixes et tournants, feront des traitements thermiques, la plupart par laser, et finiront des surfaces traitées, qu’elles soient planes ou de révolution, à l’« outil dur » et seront capables de faire la superfinition, généralement à la pierre oscillante, mais sans exclure d’autres procédés, tels que la bande abrasive. Comme déjà dit, le but visé avec ces machines sera la fabrication complète de pièces complexes en un très petit nombre de prises : très souvent une seule, quelquefois deux, rarement trois.
Avant d’aborder le traitement de quelques exemples, nous pensons indispensable de tirer quelques conclusions et règles constructives de la brève étude faite en et . Elles éclaireront critiques et propositions que nous allons faire.
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3. Centre de tournage pour arbres
Pour décrire cette machine, nous allons nous appuyer sur une étude faite mais abandonnée, le tour CTM25 de Georg Fischer GF (figure 8). Cette machine est un authentique centre d’usinage à 5 axes (X, Y, Z, B et C ), utilisant outils fixes et outils tournants, qui trouvent place dans un magasin de grande contenance. À juste titre, le concepteur s’est donc débarrassé de l’encombrante tourelle, chère, peu rigide et portant un nombre insuffisant d’outils. De plus, ce tour a été muni d’une deuxième poupée porte‐broche qui joue à la fois le rôle de contre‐pointe, de lunette et de broche de reprise, permettant l’usinage complet de l’arbre.
C’est donc une machine très intéressante et novatrice, mais on peut facilement comprendre les raisons techniques de son échec. Du même coup, nous pouvons définir la machine idéale (au moins son cahier des charges). Il faut certes garder les axes X, Y, Z, B et il faut y ajouter l’axe de broche, A, qui pourra être interpolé avec les autres ; nous allons en voir l’utilité.
La construction choisie par GF est en contradiction avec la règle 1 1.1. Le déplacement en Z du chariot Y ne peut que conduire à une très basse rigidité car ce chariot croisé est plat. Les deux plans principaux des glissières sont parallèles. La correction est aisée. Il suffit de porter la translation Z sur la poupée. Celle‐ci recevra alors un moteur à grande vitesse, pour la finition des surfaces de révolution à l’outil à une seule arête de coupe, et une commande à basse vitesse pour l’ébauche à la fraise de ces mêmes surfaces et pour les travaux de fraisage et de gravage.
La seconde poupée, mobile selon un axe Z ’, paraît a priori une bonne idée. Cependant, on réalise vite qu’elle constitue sans doute le principal inconvénient de la machine : elle interdit les opérations d’alésage sur les pièces...
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