Mise à jour CNC : fonctionnalités et automatisation

Il pourrait être légèrement répétitif à ce stade de faire valoir l'utilité des machines CNC dans l'atelier de moteurs moderne - ce point a été martelé par presque tous les professionnels de l'industrie. Mais il est difficile de ne pas réitérer l'utilité de la CNC et les avantages considérables qu'elle peut offrir à une entreprise ; sa valeur est incalculable. Ou est-ce?

De nombreux constructeurs de moteurs ont évité les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) car les prix peuvent être décourageants. Selon le type de machine, la taille, la vitesse, la tolérance, la précision et la puissance, les machines peuvent aller de 5 000 $ pour un petit tour CNC à 500 000 $ pour une fraiseuse CNC 5 axes de production. Sans aucun doute, c'est un énorme effort pour quelqu'un qui n'a pas fait le saut dans le monde CNC.

Avant qu'un client ne se détourne de l'idée de la CNC, il est important qu'il tienne compte des coûts d'exploitation et de la rentabilité de la ou des machines. La vitesse à laquelle fonctionnent les centres d'usinage CNC signifie que les pièces peuvent être fabriquées à un rythme beaucoup plus rapide qu'une machine manuelle contrôlée par un machiniste ne pourrait produire. De même, la fatigue n'est pas un problème. Pour les ateliers fabriquant des pièces en grand volume ou envisageant de fabriquer des pièces en grand volume, cette qualité est primordiale.

L'automatisation s'accompagne littéralement d'une cohérence inégalée. L'absence ou la quantité négligeable d'interférences humaines signifie qu'il y a peu ou pas de marge d'erreur. Cela signifie non seulement que les propriétaires de magasins peuvent avoir confiance dans leurs processus de fabrication, mais un fonctionnement plus que fiable signifie qu'un gain de temps supplémentaire peut être consacré à la recherche de nouvelles conceptions et innovations.

Et la précision est essentielle lorsqu'il s'agit de pièces automobiles ; les conceptions complexes de bielles, de pistons et de segments, de blocs, de culasses et d'autres pièces nécessitent des tolérances très serrées qui deviennent de plus en plus difficiles à respecter à la main ou avec d'autres processus d'usinage. L'usinage CNC rend cela simple et permet une répétabilité, sans écart d'une pièce à l'autre.

Lorsqu'un propriétaire d'atelier prend la décision ultime d'investir dans un équipement d'usinage CNC, il y a généralement un obstacle à l'entrée : la convivialité. De l'extérieur, une lourde machine à 5 axes peut ressembler à un vaisseau spatial pour quelqu'un qui n'a jamais plongé dans son fonctionnement, en particulier en raison des commandes et des logiciels de l'ordinateur. Apprendre la conception assistée par ordinateur (CAO) ou la modélisation 3D peut être intimidant.

Les centaines de boutons, fonctionnalités et programmes à l'écran peuvent être accablants, mais ce n'est pas aussi compliqué qu'il n'y paraît. En fait, les professionnels disent souvent que n'importe qui peut apprendre le fonctionnement de la CNC.

"Ce sont généralement les générations plus âgées qui sont un peu sceptiques à propos de la CNC avec tout le contrôle par ordinateur", déclare Ed Kiebler de Rottler. "Mais, nous avons constaté que même cinq minutes avec un client dans une démonstration suffisent pour lui faire accepter l'idée, et la prochaine chose que vous savez, c'est qu'il fait fonctionner la machine. Nous aimons dire que vous pouvez littéralement sortir quelqu'un de la rue qui n'a aucun historique d'usinage et lui apprendre à faire fonctionner l'une de ces machines en une heure environ."

Rottler Manufacturing est un nom qui reste dans le monde de l'usinage depuis près de 100 ans et ils ont constitué une longue liste de machines de haute technologie dans leur catalogue. Le centre d'usinage universel à port CNC haute puissance EM69HP est un modèle phare depuis des années, permettant aux machinistes d'usiner des blocs et de fabriquer des pièces 5 axes avec le dernier logiciel 4C CAD/CAM.

L'EM69HP offre la précision et la vitesse nécessaires pour reproduire des culasses avec une précision exceptionnelle - sans aucun travail manuel requis. Il a la capacité de porter des collecteurs d'admission avec les mêmes techniques que celles utilisées pour porter des culasses tout en étant capable d'effectuer des travaux de bloc moteur tels que l'alésage, le surfaçage, l'alésage de poussoir, l'alésage de ligne, l'allégement et la gravure, et plus encore.

Les caractéristiques comprennent un moteur de broche haute vitesse avancé avec une puissance accrue (43 ch) et une vitesse allant jusqu'à 20 000 tr/min. Le logiciel de fabrication assistée par ordinateur de Rottler permet l'usinage industriel CNC général pour une grande variété d'applications. L'EM69HP a des mouvements et une vitesse de coupe rapides et rapides avec des capacités d'anticipation infinies offrant des temps de production rapides.

Alors que Rottler admet qu'il n'a rien sorti de révolutionnaire cette année, Kiebler dit que leur technologie de rodage a évolué de manière intéressante.

"Une grande partie du mérite revient aux gars de Total Seal Piston Rings, car nous avons travaillé avec eux pour comprendre certaines choses avec une finition de surface qui est à l'opposé de ce que fait le reste de l'industrie", déclare Keibler. "Dans le passé, tout le monde essayait toujours de rendre les cylindres plus lisses pour qu'il y ait moins de friction et que les anneaux ne traînent pas. C'est toujours vrai, mais nous avons constaté que les gars qui mettent de plus en plus de boost par cylindre et de grandes quantités de carburant dans le moteur, ils ont des problèmes de longévité des anneaux."

Lors de l'affûtage du plateau, Kiebler a expliqué qu'ils conserveraient généralement leurs valeurs Rpk (rugosité de pointe) et Rvk (rugosité de vallée trouvée en dessous de la rugosité du noyau) dans la plage 10-20.

"Keith Jones de Total Seal a déclaré que pour supporter des niveaux de puissance plus élevés, nous avons besoin de plus de Rvk, qui est essentiellement la profondeur de la vallée qui contrôle la quantité d'huile sur les parois des cylindres. Dans le passé, la plupart des gars utilisaient des anneaux en molybdène, qui est un matériau très poreux, donc vous pouvez vous en sortir avec des finitions lisses. Dans le monde d'aujourd'hui, avec des pressions de combustion et des niveaux de suralimentation, les gens sont passés à des anneaux en acier revêtus de DLC. "

Ces anneaux en acier n'ont pas de surface pour contenir de l'huile, de sorte que les coureurs finissent par faire face à des éraflures, des problèmes de chaleur et de frottement ; en cas d'absence d'huile, il y a une mauvaise étanchéité à la paroi du cylindre.

Pour résoudre le problème, Rottler et Total Seal ont commencé à utiliser des abrasifs plus rugueux pour fabriquer des pièces avec des numéros Rvk progressivement plus rugueux. Allant de 25 à 30, à 50, voire des centaines pour certains gars du diesel. Ils ont constaté que cela corrige les problèmes d'étanchéité et aide à remonter le nombre de chevaux.

Les nouvelles machines de rodage de Rottler, comme la H85A, facilitent ce processus, car il existe un "mode plateau" dédié qui élimine essentiellement l'opérateur de la procédure. La machine dilate automatiquement la tête de rodage lorsqu'elle est dans le cylindre, et elle ne tourne pas pendant qu'elle dilate les pierres afin de ne pas altérer la finition au sommet du cylindre. Il sort ensuite en position stationnaire et commence simultanément le processus de course et de rotation.

Rottler est la seule fabrication CNC qui offre un "mode plateau" dédié, où d'autres machines continueraient à faire tourner la tête de rodage pendant que l'opérateur alimente les abrasifs.

Dans ce marché de l'usinage encombré, il est important que les fabricants se démarquent de la foule. Centroid Performance Racing est une autre société d'usinage populaire qui a connu du succès dans l'industrie CNC en vendant des systèmes clés en main aux constructeurs de moteurs et aux machinistes.

Centroid reste basique en proposant trois machines, le centre d'usinage de bloc moteur 4 axes B4250, la machine de portage de culasse 5 axes A560 et la machine de portage de culasse 5 axes A560 XL.

L'A560 peut accueillir des culasses pour une large gamme de configurations de moteurs : V12, V10, V8, V6, 6, 5 et 4 cylindres en ligne, ainsi que des moteurs de moto, à essence et diesel. Le package clé en main A560 XL comprend une machine CNC 5 axes, une commande M400 5 axes, un logiciel Mastercam 5 axes avec Port Expert, une sonde et un logiciel de numérisation, un ensemble d'outils de démarrage, un dispositif de réglage automatique de la longueur d'outil, une plaque de fixation de culasse, des porte-outils et un volant électronique MPG. Les nouveaux venus dans Centroid et l'usinage CNC seront également heureux de savoir que Centroid comprend six jours de formation de portage personnalisée et deux jours de formation en bloc avec achats.

La tête articulée à vis à billes de Centroid sur l'A560 a été conçue spécifiquement pour le portage de culasse CNC. La machine multi-usage peut également mettre en communication des collecteurs d'admission, des chambres de combustion de machine, graver des lettres, des chiffres et des symboles, ajouter des rainures de joint torique et plus encore. Fabriquée en fonte rigide, la tête articulée offre une inclinaison de 60 degrés dans chaque direction afin que l'outil puisse couper même les orifices les plus radicaux.

La conception de l'A560 minimise le mouvement de l'outil pour une action de coupe rapide et fluide et l'entraînement par vis à billes unique de la tête articulée produit l'une des actions 5 axes les plus fluides du marché. La conception surmonte également les problèmes de jeu et de maintenance rencontrés avec certaines autres machines.

Avant que Centroid ne fabrique et vende des machines et des systèmes clés en main, il s'agissait d'un fabricant de commandes CNC, produisant des kits de commande CNC pour les fraiseuses et les tours ainsi que des mises à niveau CNC.

"Les machinistes d'aujourd'hui veulent toujours maximiser leurs capacités dans l'atelier", déclare John Cowher de Centroid. "L'usinage CNC n'est pas une industrie qui évolue très rapidement, il n'y a pas de nouvelles révélations tous les quelques mois. Mais ce que nous continuerons à voir, c'est plus d'automatisation et moins d'implication de l'opérateur, ce qui ne fera qu'augmenter la quantité de produit qu'un machiniste peut produire."BE