HARDINGE TA42 MSY Centre de tournage CNC pour l'usinage de pièces durcis

1 Aperçu du produit et positionnement stratégique sur le marché en tournure dure

Le HARDINGE TA42 MSY représente une évolution sophistiquée de l'usinage de précision, se positionnant comme un centre de tournage CNC haute performance spécialement conçu pour des applications complexes de tournage de pièces durcis. Cette solution d'usinage multitâche intègre des capacités avancées en axe Y et des opérations de broche secondaire pour compléter des pièces complexes en une seule configuration, éliminant le besoin d'opérations secondaires et réduisant considérablement le temps total de production.

Dans le cadre de la prestigieuse gamme ultra-précision de la série T de Hardinge, le TA42 MSY s'appuie sur l'héritage de 125 ans d'excellence dans la fabrication de précision de l'entreprise. La machine est spécialement configurée pour répondre à la demande croissante du marché pour des solutions d'usinage complètes capables de manipuler des matériaux durcis jusqu'à 62 HRC, ce qui la rend particulièrement précieuse pour les industries exigeant une stabilité dimensionnelle exceptionnelle et une qualité de finition de surface dans des matériaux difficiles à usiner.

La philosophie de conception stratégique derrière le TA42 MSY se concentre sur la fourniture d'une plateforme de fabrication qui combine des capacités de tournage ultra-précises avec des opérations de fraisage et de forage, le tout dans la même enveloppe de travail. Cette approche polyvalente permet aux fabricants de produire des composants complexes avec des tolérances géométriques étroites tout en maintenant les finitions de surface exceptionnelles requises dans des industries telles que l'aérospatiale, les dispositifs médicaux et les applications automobiles haute performance.

2 Spécifications techniques et architecture de la machine

Le TA42 MSY intègre une fondation robuste de la machine qui commence par sa configuration brevetée de broche "prête à collet", permettant le montage direct des mandrins à collet sans adaptateurs pour une précision supérieure de la pièce et une zone de travail utilisable accrue. Cette conception innovante de broche minimise le sursaut de la pièce de travail, transférant directement la précision de la broche à la pièce de travail pour une précision dimensionnelle et une finition de surface améliorées.

Les spécifications du système de mouvement de précision comprennent une précision de positionnement des axes X et Z de 0,004mm avec une répétibilité de 0,002mm, avec les deux axes équipés d'échelles de précision pour contrer efficacement les effets d'expansion thermique. L'enveloppe de travail de la machine fournit un diamètre d'usinage maximum de 354 mm et une longueur de tournage maximale de 435 mm, avec un trajet d'axe X de 180 mm et un trajet d'axe Z de 435 mm lorsqu'elle est configurée avec une collette standard 16C et une tourelle de type T Hardinge.

La configuration multitâche comprend un axe principal avec une capacité de 6 000 tr/min et un axe secondaire synchronisé pour l'usinage complet des pièces en une seule opération. L'axe Y intégré permet un déplacement de ±25 mm pour les opérations de fraisage et de forage hors centre. La machine utilise le BMT (Block Tool Mounting System) propriétaire de Hardinge avec une interface d'outillage de 45 mm, offrant une rigidité supérieure pour les opérations d'usinage lourds dans les matériaux durcis.

3 Innovations technologiques et de performance de base

La gestion avancée de la stabilité thermique représente une innovation critique dans la conception TA42 MSY. La machine intègre un système de contrôle de température actif qui maintient des conditions thermiques constantes pendant des séries de production prolongées. Cette stabilité thermique est encore renforcée par la construction du lit rempli de polymère-béton qui fournit un amortissement des vibrations supérieur et une stabilité géométrique à long terme, essentielle pour maintenir des précisions au niveau du micron dans les environnements de production.

Les capacités de tournage dur améliorées de précision sont obtenues grâce à la dynamique structurelle optimisée de la machine et au système de contrôle servo. Le TA42 MSY peut atteindre la rondeur de la pièce de travail de 0,25 μm, la précision de contour de 5 μm et la rugosité de surface de Ra 0,2 μm. Lors de l'usinage de superalliages résistants à la chaleur ou d'alliages de titane, la machine démontre une durée de vie d'outil jusqu'à 50% plus longue par rapport aux centres de tournage conventionnels, attribuable à sa raideur dynamique exceptionnelle et à ses caractéristiques d'amortissement des vibrations.

Le système d'usinage multi-axes intégré permet la fabrication complète de pièces en un seul basculement. La capacité de l'axe Y permet la fraisage de contour complexe, le forage de trous transversaux et la génération de caractéristiques hors centre. La broche secondaire synchronisée assure le transfert complet de pièces pour les opérations de rétroaction, éliminant la manipulation manuelle des pièces et assurant un alignement parfait entre les caractéristiques de première et deuxième opération.

4 Solutions spécifiques à l'application et implémentations industrielles

La fabrication de composants médicaux bénéficie considérablement de la capacité du TA42 MSY à usiner des matériaux biocompatibles difficiles tels que les alliages de titane, le cobalt-chrome et les aciers inoxydables chirurgicaux. La précision et les capacités multitâches de la machine la rendent idéale pour produire des implants orthopédiques complexes, des composants d'instruments chirurgicaux et des prothèses dentaires avec l'intégrité de surface et la précision dimensionnelle requises.

Les applications aérospatiales et de défense tirent parti de la capacité de la machine à manipuler les superalliages résistants à la chaleur et les matériaux à base de titane. Le TA42 MSY usine efficacement des composants tels que les pièces du système de carburant, les éléments de commande hydrauliques et les composants du système de navigation. La capacité de la machine à tourner dur permet de remplacer les opérations de broyage pour les composants aérospatiaux durcis, réduisant considérablement le temps de traitement tout en maintenant les normes de qualité requises.

Les composants automobiles haute performance représentent un autre domaine d'application stratégique, en particulier pour les pièces de transmission, les composants d'injection de carburant et les éléments de turbocompresseur. La capacité de la machine à maintenir la précision dans des environnements de production en volume élevé la rend précieuse pour les fabricants qui exigent à la fois la précision et la productivité dans l'usinage des matériaux durcis.

5 Analyse comparative avec des approches de fabrication alternatives

Le tournage dur par rapport aux opérations de broyage présente des avantages importants lors de l'utilisation du TA42 MSY. Le processus de tournage dur permet un enlèvement plus rapide des matériaux, une plus grande flexibilité dans les changements de géométrie et l'élimination de l'inventaire coûteux de roue de rectification. Les techniques modernes de tournage dur, lorsqu'elles sont exécutées sur des plateformes de précision comme le TA42 MSY, peuvent atteindre une qualité de surface et une précision dimensionnelle comparables aux opérations de broyage tout en réduisant le temps de traitement et en augmentant la flexibilité de conception.

Le tournage CNC multitâche par rapport au tournage CNC traditionnel démontre la supériorité du TA42 MSY dans la fabrication de composants complexes. Les approches traditionnelles nécessitent plusieurs configurations de machines sur différents équipements, introduisant des erreurs cumulatives et augmentant le temps de non-coupe. La capacité d'usinage complète du TA42 MSY en une seule configuration garantit que les relations entre caractéristiques sont maintenues dans des tolérances étroites tout en réduisant considérablement le temps total de fabrication et l'inventaire de travail en cours de processus.

La différenciation technique par rapport aux centres de tournage conventionnels réside dans la combinaison unique de la technologie de broche ultra-précision, de la gestion de la stabilité thermique et des capacités multi-axes du TA42 MSY. Alors que les centres de tournage conventionnels se concentrent principalement sur les pièces de symétrie rotative, le TA42 MSY étend cette capacité pour inclure des caractéristiques prismatiques complexes à travers son axe Y et ses opérations de broche secondaire, fournissant une solution de fabrication complète pour les composants complexes.

6 Avantages opérationnels et économie de production

La réduction du temps total de fabrication est obtenue grâce à la capacité de configuration complète de pièces en un du TA42 MSY. En éliminant les opérations secondaires et en réduisant la manutention des matériaux entre les processus, la machine raccourcit considérablement le temps total de production tout en améliorant la cohérence globale de la qualité. La réduction des activités non à valeur ajoutée se traduit directement par une baisse des coûts de fabrication et un délai de mise sur le marché plus rapide pour les composants de précision.

Des performances et une économie d'outillage améliorées résultent de la rigidité exceptionnelle et de la stabilité dynamique de la machine. Les outils durent plus longtemps en raison des vibrations réduites et des conditions de coupe plus cohérentes. Le système d'outillage BMT propriétaire offre des capacités de changement rapide tout en maintenant une répétibilité élevée, contribuant en outre à réduire les temps de mise en place et à accroître l'utilisation de la machine.

L'intégrité de surface supérieure dans les applications de tournage dur est une caractéristique des performances du TA42 MSY. La capacité de la machine à éliminer la formation de couches blanches - un défi commun dans le tournage dur qui peut compromettre la durée de vie de fatigue des composants - assure une fiabilité et une longévité supérieures des composants. Cet avantage d'intégrité de surface est particulièrement précieux pour les composants critiques pour la sécurité dans les applications aérospatiales, médicales et automobiles.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Quels avantages spécifiques offre la conception de broche "prête à collet" pour l'usinage de précision?

La conception brevetée de la broche "prête à collet" élimine le besoin de plaques d'adaptateur, permettant le montage direct des mandrins à collet sur le nez de la broche. Cette configuration offre des piles d'outillage plus courtes avec une rigidité améliorée, minimisant la déflection et les vibrations de la pièce à travailler lors d'opérations de coupe lourdes. Le dépassement réduit se traduit par une meilleure concentricité, des finitions de surface améliorées et une durée de vie prolongée de l'outil, particulièrement importante lors de l'usinage de matériaux difficiles ou du maintien de tolérances serrées.

Comment le TA42 MSY répond-il aux problèmes de stabilité thermique lors d'opérations d'usinage de précision prolongées?

Le TA42 MSY intègre de multiples stratégies de gestion thermique, y compris un système de refroidissement actif qui maintient une température constante dans les éléments critiques de la machine. La base remplie de polymère-béton offre d'excellentes caractéristiques d'amortissement et de stabilité thermique, tandis que le placement des composants générateurs de chaleur loin des éléments structurels critiques minimise la distorsion thermique. De plus, le système de rétroaction à échelle linéaire compense toute croissance thermique minimale, en maintenant la précision de positionnement tout au long des cycles de production.

Quels types de matériaux et niveaux de dureté peut le TA42 MSY usiner efficacement?

Le TA42 MSY est conçu pour manipuler un large spectre de matériaux d'ingénierie, des aciers conventionnels et des alliages d'aluminium aux superalliages résistants à la chaleur difficiles à usiner. La machine excelle particulièrement dans les applications de tournage de pièces durcis, capable d'usiner des matériaux jusqu'à une dureté de 62 HRC, y compris les aciers à outils, les aciers à roulements et les composants durcis à boîtier. Cette capacité permet aux fabricants de remplacer les opérations de broyage par le tournage dur pour de nombreuses applications, réduisant considérablement le temps de traitement.

Comment la capacité d'axe Y améliore-t-elle la polyvalence de la machine par rapport aux centres de tournage conventionnels?

L'axe Y intégré fournit ±25mm de mouvement vertical, permettant des opérations de fraisage, de forage et de poignage hors centre sans nécessiter de configurations secondaires sur un équipement séparé. Cette capacité permet l'usinage complet de composants complexes avec des caractéristiques qui s'écartent de l'axe de la ligne centrale, y compris les trous transversaux, les plans et les géométries asymétriques. La fonctionnalité de l'axe Y transforme la machine d'un centre de tournage pur en un système complet de fabrication de pièces rotatives.

Quelles industries bénéficient le plus des capacités spécifiques du TA42 MSY ?

Le TA42 MSY présente un avantage particulier dans les industries exigeant une haute précision et des géométries complexes dans les matériaux durcis. Les avantages de l'industrie médicale pour la fabrication d'implants et d'instruments chirurgicaux; les fabricants aérospatiaux apprécient sa capacité d'usinage des alliages résistants à la chaleur; les fournisseurs automobiles l'utilisent pour les composants des systèmes de transmission et de carburant; et les sociétés générales d'ingénierie de précision l'appliquent pour les composants de moules et les pièces mécaniques de précision nécessitant une précision et une finition de surface exceptionnelles.