Découvrez comment les vibrations s’installent en tournage, même en coupe parfaitement continue.

Des variations infinitésimales de l'effort de coupe se superposent et s'auto amplifient tour après tour, jusqu'à engendrer le broutement.

(Animation réalisée par un chercheur suédois, visible directement aussi sur YouTube)

Vos programmes ISO peuvent être automatiquement optimisés avec le logiciel MACHpro. Avec le logiciel Production Module de Third Wave Systems MachPro est l'un des rares logiciels de type FAO, capable de chiffrer les forces de coupe en x-y-z, les couples, les flexions outil ou pièce, et c'est le seul qui modélise aussi les vibrations d'usinage :

analyse-force-flexions-vibrations

Il est même assez simple pour être utilisé en 1ère année de BTS, avec comme consigne élève :

  1. Vérifier que les efforts sont supportables par la machine (par ex. 100 kg de poussée).
  2. Vérifier que les flexions ne dépassent pas la précision visée (par ex. 0.1 mm).

MACHpro peut aussi modifier automatiquement le programme CN pour maximiser la productivité, en modifiant l'avance à la dent tout le long du parcours, régulant efforts (casse outil) et flexion d'outil (côte mauvaise), par exemple.

Le débit matière est fortement augmenté en ne ralentissant que dans les zones critiques, détectées automatiquement, et accélérant dans toutes les zones où le potentiel maximal de l'outil n'est pas exploité.

debit-matiere-optimise

Pour les usinages les plus exigeants, MACHpro modélise les outils de formes quelconques, y compris à pas variables, ainsi que les accélérations et jerks machine. Les forces, flexions et vibrations sont calculées avec la vraie épaisseur copeau instantanée.

Premier niveau de formation (très accessible) :

  • Premier éléments théoriques sur les vibrations d'usinage, illustrations, animations.
  • Simulation et Mesure des rigidités statiques, des fréquences propres, des amortissements, et déduction des conditions de coupe optimales.
  • Analyse de cas concrets, choisis par le client.

=> les stagiaires sauront diagnostiquer et réagir concrètement au pied de la machine.

Deuxième niveau de formation :

  • Approndissement des aspects théoriques, illustrations, animations.
  • Mesure et analyse des signaux vibratoires en usinage
  • Mesures et analyse des vibrations de broche et d'axes.
  • Mesure et analyse des efforts de coupe radiaux (car c'est la vraie source des vibrations).
  • Mise en œuvre sur des cas choisis par le client

=> Les stagiaires sauront diagnostiquer finement et réagir en utilisant toute la gamme des actions possibles.


Listes des matériels et logiciels recommandés :

  • Dynamomètre manuel 300 Newtons (≈160€ chez Metil Industrie, ou amazon, modèle SN-300).
  • Comparateur micrométrique à longue course (≈150€ chez Mitutoyo, ou Orexad ou autres, n° 513-425-10E), pied magnétique (Mitutoyo 7033-10)
  • Boitier d’acquisition USB “PLUG-n- DAQ Lite” (≈900€ chez Roga-Instruments), 1 ou 2 Accéléromètres Kistler-8776B050S (sensibilité 100mV/g) (≈2x500€), embase(s) magnétique(s) Kistler-8452A (≈2x150€), embase(s) à coller Kistler-8436 (≈2x25€), Cire de collage 8432-5 (≈25€), Câble 2 mètres Kistler-BM-174-6 (≈2x50€ + év. rallonge(s) 3-5 mètres ≈2x50€), + éventuellement un capteur miniature (sensibilité 10mV/g) 0,4 grammes Kistler-8778A500 (≈800€ capteur intégré), + éventuellement un capteur haute sensibilité (1000mv/g) et basses fréquences (pour les mouvements d'axes) Kistler-8786A5 (≈650€), chez Kistler
  • 1 ou 2 valises de rangement : Brubaker ≈ 50€, ou Pelicases 1500 ≈ 300€ chez Peli, ou cpFrance, ou amazon
  • Logiciel Audacity (gratuit) : audacityteam.org
  • Éventuellement : Microphone (pour prédiagnostiquer un bruit sans arrêter le process en cours) :
    "blue snowflake” (chez Amazon ≈80€).

(Téléchargez ici une plaquette détaillée, de présentation des formations proposées)

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Exemple de déroulement d'une expertise :

  • 1/2 journée de préparation et calculs :
    • Analyse de vos plans machines / outils / pièces, enregistrements sonores / vibratoires, rapports d'études précédentes.
    • Préparation de la journée de mesure.
  • 1 journée de mesure :
    • Rigidité statique x-y-z (et jeux) des différents éléments (outil, broche, axes machine, pièce, montage, etc.)
    • => pour quantifier la rigidité des différentes parties et sous-parties du système et identifier les maillons faibles.
    • Dynamique des axes (accélérations et vibrations).
    • => pour vérifier les accélérations réelles et pour identifier un éventuel problème au niveau des guidages ou des asservissements.
    • Vibrations de la broche, à vide, sur toute la plage de vitesse.
    • => pour identifier un éventuel problème (balourd, roulements, etc.) et déterminer les éventuelles plages de vitesse à éviter.
    • Sonnage (fréquences propres et amortissement) des différents éléments.
    • => pour identifier un éventuel point faible (fréquence ou amortissement anormalement bas par exemple) et identifier l'origine les différents modes vibratoires susceptibles d’apparaître en usinage.
    • Mesures vibratoires pendant l’usinage.
    • => pour identifier précisément le type de vibration et son origine.
    • Questionnement exhaustif des différents intervenants (opérateur, metteur au point, maintenance, programmeur, etc.).
  • 1 journée d'analyse et synthèse.
    • Analyse approfondie des mesures effectuées.
    • => pour vérifier les premières analyses sur place, détecter des phénomènes passés inaperçus en première lecture.
      (notamment l'analyse des signaux d'usinage qui nécessitent une analyse très approfondie)
      + éventuellement réalisation de modèles de la structure machine (modèle(s) analytiques et modèles E.F. simplifiés).
      => Identifier si possible plus précisément les points de faiblesse de la machine et les moyens d'y remédier (en détaillant le rôle des déformations d'éléments structurels de celui des patins de guidage, par exemple).
    • Proposition de solutions concrètes et d'objectifs chiffrés.
    • Rédaction d’un rapport
  • Présentation et discussion des résultats et des solutions à appliquer.
    • Tous les paramètres de l'usinage sont pris en compte.
    • Toutes les solutions possibles sont étudiées en détail.

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Les valeurs portées par VIBRACTION

  • Vous apporter compréhension et maîtrise du process.
  • Vous proposer des solutions accessibles : méthodes claires, solutions simples, peu coûteuses.

VIBRACTION vous propose :

  • Le logiciel ChatterMaster
    • Actuellement : Fraisage de profil, Tournage.
    • En préparation : Tous types de fraisage, Perçage, Rectification.
  • Des formations sur les vibrations d’usinage.
  • Des expertises à distance ou sur place, pour optimiser vos process.

Mais aussi :

  • Les logiciels CutPro, ShopPro, MachPro.
    (pour simuler très précisément les efforts de coupe et les vibrations ponctuellement ou tout au long de l'usinage)
  • Des matériels de mesure de vibration et de force (notamment en exclusivité le capteur V-Scope)
  • Des systèmes amortissants sur mesure pour vos pièces, outils ou machines.

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