Brocheuses inter fabriquées par Karl Klink

Les machines à table montante à colonne double avec 2 entraînements (D-Drive) de KARL KLINK se prévalent de caractéristiques de design particulières :

• exécution du bâti machine extrêmement rigide
• tous les éléments de guidage et d’entraînement (2 de chaque) sont disposés sur une même ligne d’attaque avec les postes de brochage
• implantation des entraînements au-dessus de la zone de travail
• construction « ouverte » de la machine (accessible du côté avant et du côté arrière)

La très grande rigidité du bâti machine et l’attaque centrale de la force entre les colonnes de guidage minimisent les couples de bascule et de torsion ainsi que les forces transversales créés par le processus d’usinage.

L’arrangement des entraînements hors de la zone de travail et la construction « ouverte » empêchent la conduction thermique unilatérale et permettent un échange thermique rapide.

La stabilité extrême résultante a pour conséquences une grande précision géométrique des pièces, des durées de vie élevées des broches et une usure des guidages réduite de sorte que l’on a une fiabilité de process optimale sur une longue période d’utilisation.

De plus, il s‘agit d’un concept machine très facile à automatiser : le chargement et le déchargement automatisés peuvent être réalisés côté arrière de la machine sur différents niveaux. En même temps, le côté avant de la machine reste libre et permet un accès confortable pour le réglage, le changement de broche, le chargement et le déchargement manuels ou les travaux de maintenance.

Pour l’adaptation du concept machine à table montante à colonne double aux diverses applications il y a 3 gammes de fabrication qui couvrent :

• les entraînements hydraulique et électromécanique
• les courses de brochage de 600 à 3000 mm
• les forces de brochage de 25 à 1200 kN

Le champ d’application des brocheuses à table montante à colonne double s’étend des applications conventionnelles au brochage après traitement thermique et au brochage à sec et comprend aussi les process de brochage hélicoïdal complexes.

Pour les exigences spécifiques de ce process, des designs spéciaux notables de brocheuses Karl Klink à table montante à colonne double ont été développés :

• machines de brochage après traitement thermique
• machines de brochage à sec
• machines de brochage hélicoïdal

*Les excellentes caractéristiques d’équipement de ce design spécial : *

• entraînement de brochage rapide servo-hydraulique ou électromécanique
• unité d’indexation pour orientation du profil des pièces
• système de filtration du liquide d’arrosage entièrement automatique (en parallèle du cycle)

Pour le brochage après traitement thermique, des vitesses de brochage supérieures à 60 m/min sont nécessaires. De manière générale, on peut réaliser ces vitesses élevées pour le processus de brochage tant avec des entraînements hydrauliques qu’électromécaniques.

Les entraînements hydrauliques présentent le gros avantage d’une dynamique supérieure pour des coûts d’investissement réduits par rapport à un entraînement électromécanique. De plus, un entraînement hydraulique moderne avec chargement des accumulateurs de pression offre une dynamique accrue tout en réduisant la puissance connectée par rapport aux entraînements alternatifs.

L’entraînement servo-hydraulique travaille comme axe CN hydraulique avec un profil de vitesse de brochage programmable sur la course de brochage et permet aujourd’hui des vitesses jusqu’à 120 m/min dans la production industrielle.

Pour le brochage après traitement thermique, la pièce doit être placée en position de brochage indexée afin de permettre une introduction de la broche alignée avec le profil broché en blanc. L’indexation des pièces est réalisée en parallèle du cycle machine principal. La pièce est indexée en position de chargement avec un mandrin profilé.

Pour le refroidissement et la lubrification des broches, on utilise des huiles entières. Les copeaux très fins et durs créés par le process de brochage après traitement thermique doivent être éliminés par filtration de manière fiable. Si ces copeaux arrivent au poste de brochage via le circuit du liquide d’arrosage, ils causent une usure importante des broches. Des filtres à fentes automatiques garantissent des résultats de filtration optimums pour une maintenance minimum. Le process de nettoyage est intégré dans le cycle machine de manière optimale par le système de commande de sorte qu’une interruption de la production n’est pas nécessaire.

Caractéristiques du design typique de la brocheuse à sec :

• entraînement hydraulique ou électromécanique pour vitesses de brochage jusqu’à 30 m/min
• carter de l’espace machine en forme d’entonnoir
• aspiration efficace des copeaux via canaux de compression latéraux
• refroidissement de la broche
• dispositifs de brossage pour broche et adaptateur-pièce
• carter antibruit

Dans la production industrielle, l’entretient, l’utilisation et le traitement des déchets ou le recyclage des liquides d’arrosage devient de plus en plus contraignant et surtout de plus en plus coûteux en raison des obligations environnementales et des règles de la sécurité au travail.

Dans le cas de process de brochage avec du liquide d’arrosage (refroidissement par arrosage), le liquide d’arrosage réalise 3 tâches, directement sur le poste d’usinage et de manière secondaire dans l’environnement proche de l’espace machine :

• lubrification
• refroidissement
• transport des copeaux

Des revêtements durs modernes avec leurs bonnes propriétés de glissement, leur grande résistance à l’usure et un bon isolement thermique sur un substrat de base approprié se substituent aux fonctions directes du liquide d’arrosage.

On atteint les durées de vie les plus élevées et les meilleures qualités de surface avec une vitesse de brochage de 25 m/min. Grâce aux bonnes propriétés de glissement des revêtements pour le brochage à sec, les forces de brochage nécessaires ne sont pas significativement supérieures à celles de l’usinage avec liquide d‘arrosage.

Les utilisateurs préfèrent l’entraînement hydraulique avec accumulateurs de pression en raison de sa grande dynamique et de ses faibles coûts d’investissement.

Les machines de brochage hélicoïdal modernes sont caractérisées par :

• cinématique à commande CNC
• entraînements électromécaniques avec très grande rigidité au moyen de vis Transroll
• profil de vitesse de brochage programmable sur la course de brochage
• dispositif hélicoïdal programmable pour outil ou pièce au moyen d’un engrenage sans jeu
• serrage hydraulique de la pièce avec pression de serrage programmable sur la course

Par le passé, le mouvement de rotation de l’outil ou de la pièce nécessaire aux machines de brochage hélicoïdal était réalisé mécaniquement par des vis-mères.

Afin d’offrir une technique machine aussi flexible que possible, dans les machines de brochage hélicoïdal modernes, le mouvement hélicoïdal relatif des arêtes de l’outil dans la pièce est réalisé par interpolation linéaire à commande CNC. L’adaptation de la cinématique à un nouveau profil de denture se fait par programmation CNC.

Les machines de brochage hélicoïdal ont besoin d’un entraînement extrêmement rigide. Par cela, on entend un maintien (linéarité) aussi précis que possible de la vitesse de brochage programmable sur la course de brochage. Seuls les entraînements électromécaniques peuvent répondre à ces exigences. Aujourd’hui, on emploie principalement des entraînements filetés à rouleaux.

Pour la rotation de la pièce ou de l’outil, on utilise un engrenage rigide et à jeu réduit qui transmet le couple nécessaire en fonction de l’angle d’hélice.

Pour le brochage hélicoïdal, contrairement aux applications de brochage inter simple, la pièce doit être serrée contre la rotation, en général au moyen d’un dispositif de serrage hydraulique. Pour les couronnes à parois fines, la pression de serrage doit être variable sur la course de brochage.

Pour cette forme classique de brocheuse inter verticale, la broche est tirée du haut vers le bas à travers la pièce. On a alors besoin d’une fosse ou d’une plateforme.

The broaching tool is pressed from the top down through the workpiece.

Hydraulic pre-clamping of the tools between the lower broach guiding slide and the upper driven broaching slide allows high accuracy to be achieved with regard to eccentricity and axial run-out.

The use of push-type broaching is limited by the possible risk of the broaching tool breaking.