Horn aide SAM, fabricant de composants pour l’aéronautique, à fiabiliser l’usage de ses outils de précision

12 septembre, 2024

n°154Outil CoupantHORNHORN FRANCESAMDossier Aéronautique

Spécialisée dans le développement et la fabrication de composants de haute qualité pour la construction d’avions, la société allemande SAM mise, depuis près de 40 ans, sur les outils de précision de Paul Horn GmbH. Outre les solutions d’outils pour le tournage de gorges, l’alésage intérieur et le taillage d’engrenages, le processus de brochage d’engrenages a également fait son entrée dans la production bavaroise.

En dehors d’autres composants pour l’industrie aérospatiale, SAM est considéré dans le secteur comme un spécialiste du développement et de la production de servomoteurs. Ses actionneurs commandent des vannes pour la régulation de la température ainsi que pour les systèmes d’oxygène, d’air, de carburant et d’eau. SAM fabrique des servomoteurs à simple ou double motorisation ainsi que des servomoteurs modulants. Les actionneurs à double motorisation servent par exemple à couper les vannes du flux de carburant lorsqu’une sécurité maximale contre les pannes est requise. L’élément central de chaque servomoteur est une roue dentée en alliage de bronze d’environ 60 mm de diamètre.

« Nous avons principalement sous-traité la fabrication de la roue dentée », souligne Erwin Wagner, responsable de la disposition des outils chez SAM. Les besoins en composants filigranes dépassent les 20 000 pièces par an. « Afin d’obtenir une plus grande flexibilité et une indépendance des chaînes d’approvisionnement, nous avons décidé de réintégrer la fabrication des roues dentées en interne », explique le responsable des projets spéciaux chez SAM, Herbert Krischkowski. Pour la fabrication de la denture extérieure avec un module de 0,5, il ne restait plus que le processus de brochage d’engrenages avec le parc machines existant.

Investissement dans un nouveau centre de tournage / fraisage

L’entreprise SAM a décidé d’investir dans un nouveau centre de tournage/fraisage afin de fabriquer les taillages de dentures avec le processus de skiving. « Notre choix s’est porté sur l’Index G220. La flexibilité du centre de tournage-fraisage, les conseils et le service d’Index nous ont entièrement convaincus », révèle Herbert Krischkowski. Quant à la conception de l’outil, celle-ci s’est faite par l’intermédiaire de l’équipement d’origine de Horn ainsi que du collaborateur du service extérieur responsable de SAM, Michael Götze.

Une bonne décision, visiblement. « La fabrication en interne nous permet d’économiser plusieurs euros par pièce », précise Herbert Krischkowski. L’outil de taillage par skiving utilisé n’est pas de construction monobloc, mais est réalisé avec un système de têtes interchangeables avec une interface de haute précision. Dans le processus, les taillages de dentures sont fabriqués avec quatre courses d’outil. Celles-ci sont réparties en trois courses d’ébauche et une course de finition avec une vitesse d’avance ralentie. Le temps de fabrication lors du skiving est d’environ 20 secondes. Outre la réduction du temps de fabrication, les responsables ont été particulièrement convaincus par la qualité des taillages de dentures.

Michael Götze en conversation avec Herbert Krischkowski, le régleur Andreas Neumann et Erwin Wagner devant la nouvelle machine Index G220.

Le système de skiving de Horn…

comprend des outils de formes culindiques et coniques pour des modules de 0,5 à 2. La variante en carbure monobloc est disponible avec un diamètre allant jusqu’à 20 mm et avec une forme de denture droite. Ils sont utilisés pour les petits modules et les petites pièces, de préférence lorsqu’un faible encombrement du corps d’outil est nécessaire en raison du risque de collision. Les matériaux de coupe et les revêtements adaptés à l’application
produisent des qualités de surface élevées sur la pièce à usiner. Pour les diamètres d’outils supérieurs à 20 mm, on utilise des outils de skiving avec un système de tête interchangeable.

L’interface précise permet de changer facilement la tête de coupe dans la machine, sans démonter le porte-outil en carbure qui assure une grande rigidité, une bonne résistance à l’usure et une grande précision. Pour les modules plus grands, Horn mise sur l’utilisation d’un porte-outil équipé de plaquettes réversibles. Pour le type d’outil WSR en particulier, le carburier offre la possibilité de placer l’arrosage interne devant ou derrière l’arête de coupe. Ainsi, selon l’application, il est possible d’usiner des trous borgnes, des trous débouchants ou des trous étagés avec l’arrosage approprié.

…mais aussi d’autres systèmes de Horn en action

D’autres systèmes du carburier sont utilisés pour la roue dentée en alliage de bronze, ainsi qu’une plaquette de type S117 qui se charge du mortaisage d’une denture extérieure sur la surface plane de la pièce. « Ici, l’utilisation du skiving n’était pas possible, car il manque une gorge de dégagement à l’extrémité de la denture. Nous avons alors choisi le processus de brochage d’engrenages avec un outil spécial », explique de son côté Michael Götze, le collaborateur du service extérieur de Horn.

Dans le processus, le diamètre du cercle de tête ainsi que le dégagement à l’extrémité de la denture sont d’abord ébauchés. Le dégagement sert à la sortie de l’outil de mortaisage. La plaquette de mortaisage, de forme spéciale, est rectifiée avec précision et possède deux dents. La première dent sert de pré-tailleur et le profil de la deuxième dent est identique au profil théorique de la denture requise. En cours d’utilisation, l’outil finit de pousser une dent par mouvement axial, avec une avance de 0,1 mm par course. Ensuite, la broche principale avance d’une dent et le processus de mortaisage recommence jusqu’à ce que la denture soit finie… pour un temps de fabrication des dentures d’environ une minute !