TRAMETAL 219

RECTIFICATION

RECTIFICATION TÉMOIGNAGE RECTIFICATION Procédés de rectification cylindrique automatisés pour de petites séries La société MPS (MPS Micro Precision Systems AG) d’envergure internationale mise massivement sur les procédés de rectification pour les composants exigeant une précision élevée correspondant à des degrés de tolérance IT02. Avec en tout sept rectifieuses Studer, l’entreprise dispose d’une compétence de rectification cylindrique à nulle autre pareille. L’automatisation et l’optimisation des procédés permettent également un usinage flexible de moyennes séries 24h/24, 7j/7, sans intervention humaine. Une cellule d’usinage flexible permet une mise sur le marché plus rapide des projets de développement et des prototypes. L’entreprise MPS emploie 400 salariés et représente un « Hidden Champion » d’un type particulier. Déjà en 1969, la société RMB (Roulements Miniatures Bienne SA) d’où est issue MPS, développait des composants pour la mission Apollo. Avec un effectif de 250 personnes, le site de Bienne est le plus grand du groupe MPS et dispose notamment de plus de 140 machines servant au tournage, fraisage, polissage, à la rectification et à l’érosion. Manuel Nercide (Plant Manager) : « Notre éventail technologique est diversifié, mais le dénominateur commun est la fabrication et l’assemblage de composants électromécaniques complexes avec des tolérances extrêmement restreintes pour des applications de haute précision dans des secteurs haut de gamme. » DES INVESTISSEMENTS IMPORTANTS DANS LES RECTIFIEUSES Michael Bazzan (Production Manager) : « Avec sept rectifieuses Studer, nous disposons actuellement d’une capacité de rectification élevée pour produire des composants de haute précision. Les rectifieuses conviennent à notre éventail variable de tailles de lots qui va de l’usinage de pièces unitaires jusqu’à la fabrication de 25 000 unités par an pour certaines références. » Pour tenir compte de ces tailles de lots variables, trois des sept machines de Studer sont actuellement équipées d’un système de chargement automatique. Nous allons ci-après nous concentrer sur la Studer S33 servant à l’usinage de vis à billes et sur une Studer S21 utilisée dans le cadre d’une cellule d’usinage flexible (Flex Cell). CELLULE D’USINAGE FLEXIBLE POUR LA FABRICATION DE PROTOTYPES Didier Noirjean (Flex Cell Manager) : « La Flex Cell a été intégrée récemment dans la production de rectification cylindrique en tant qu’unité d’usinage fonctionnant en autarcie pour régler les procédés de rectification des prototypes et des nouveaux produits en cours de développement sans devoir intervenir dans la production. Grâce à cette unité d’usinage flexible, nous sommes considérablement plus rapides depuis la phase de développement jusqu’à la pièce finie. Le choix s’est porté sur la Studer S21 en raison de ses temps de changement d’équipements très rapides et de ses capacités de réglage flexible pour des pièces diverses. La S21 permet également de réaliser des opérations de rectification de forme non ronde ou excentriques. La Studer S21 est Vue de la S33 avec poupée porte-meule qui dispose ici de deux meules de rectification cylindrique extérieure. Aux fins de modularité, on pourrait aussi intégrer en plus une broche de rectification intérieure. Les vis à billes de haute précision sont demandées dans le monde entier et sont utilisées notamment dans des systèmes de vision haute performance pour positionner les lentilles avec exactitude et dans des systèmes de télescope. 50ı TRAMÉTAL • N°219 • Mai 2022

RECTIFICATION Vue complète de la S33 sur laquelle sont fabriquées notamment des vis à billes avec intervention humaine réduite. À l’avant-plan, la solution d’automatisation de Humard. Les procédés de rectification sont programmés directement sur la machine. Pour un usinage 24h/24 : les pièces à usiner et les vis à billes finies sont chargées automatiquement par un robot linéaire à 3 axes. donc conçue pour répondre parfaitement à nos exigences. » Si la Flex Cell concerne essentiellement des prototypes, les six autres machines de Studer servent à l’usinage de pièces en séries. Il s’agit notamment de vis à billes de haute précision. Compétence métier pour les vis à billes Dans les plus petites vis à billes, les billes ont un diamètre de 0,8 mm. Tous les composants sont développés et fabriqués par MPS, y compris les billes. Les plus grandes séries de vis à billes avec filet ogival sont produites sur une Studer S33 entièrement automatisée. ENTRAÎNEMENTS PAR VIS À BILLES POUR DES APPLICATIONS ULTRAPRÉCISES M. Nercide : « Avec ces vis à billes de précision, nous sommes très actifs dans la recherche et le développement. L’expertise développée par MPS Microsystems en matière de positionnement extrêmement doux et précis de groupes de lentilles permet à l’entreprise de proposer des systèmes d’alignement performants pour les composants optiques tels que les systèmes de focalisation de zoom et de faisceau laser. » DES SYSTÈMES ADAPTÉS AUX SOUHAITS DES CLIENTS Les vis à recirculation de billes miniatures de MPS Microsystems, ou vis à billes, sont fabriquées exclusivement à partir d’acier inoxydable et sont positionnées à l’aide d’écrous couplés qui permettent un réglage fin du jeu axial. Ces vis, souvent fabriquées sur mesure, garantissent un mouvement presque sans friction grâce à la précision de rectification élevée de leur filetage. À propos de l’usinage sur mesure : nous offrons à nos clients un grand choix d’options personnalisées en matière de vis à billes. J. Grosjean (Screw Grinding Manager) : « Ces applications exigent une précision et une exactitude de positionnement extrêmes, sans jeu à 100 %. Et ce sont précisément les points forts de nos systèmes. Nous rectifions ce qu’on appelle un profil de filet ogival avec des tolérances extrêmement restreintes, ce qui nous permet de réduire à zéro le jeu radial et le jeu axial. » FILET OGIVAL : RECTIFICATION COMPLÈTE La forme de filet ogival est rectifiée directement dans le plein des ébauches préalablement trempées. Pour définir la forme des ogives de ce filetage, une macro spécifique a été développée en collaboration avec Studer. Cette macro permet d’adapter très rapidement les paramètres de rectification à chaque type de profil. U. Weyermann (responsable de vente régional chez Fritz Studer AG) : « La machine Studer S33 utilisée ici est une rectifieuse cylindrique extérieure équipée d’une poupée porte-meule revolver. Concrètement, la poupée porte-meule utilisée dispose de deux meules de rectification extérieure. Une des deux meules est utilisée pour la rectification des filets dans le plein, la deuxième pour la rectification cylindrique des autres portées » SYSTÈME DE CHARGEMENT POUR UNE FABRICATION AUTOMATISÉE Pour parvenir à un usinage rentable de séries moyennes à grandes, l’entreprise Humard a développé, en collaboration avec MPS et Studer, un système flexible pour le chargement et le déchargement automatique des pièces à usiner. M. Bazzan : « L’important dans la conception d’un système de chargement est sa possibilité d’adaptation rapide aux géométries de pièces les plus diverses car nos tailles de lots sont très variables. » PROCÉDÉ DE RECTIFICATION DE FILETS La Studer S33 a besoin de moins d’un quart d’heure pour effectuer l’usinage complet d’une vis à billes d’un diamètre de 8 mm et d’une longueur de120 mm. L’ébauche et la finition du filetage sont réalisées avec la même meule de rectification. Tout au long du procédé de rectification, la meule est dressée à plusieurs reprises avec des passes de l’ordre du micron. Cela permet de rectifier plus de 1 000 vis de cet ordre de grandeur avec une seule meule. Procédé de dressage multifonctions Le procédé de dressage de la meule joue un rôle important pour la rectification. D’une part la forme et les dimensions de la meule sont calibrées et d’autre part il définit la TRAMÉTAL • N°219 • Mai 2022 ı51