Les arbres d'entrées peuvent désormais être rectifiées dans leur intégralité en un seul serrage ? et de surcroît, la qualité a été améliorée.

L'entreprise française ZF Bouthéon est un fabricant de transmissions pour poids lourds. L'entreprise produit des agrégats complets depuis 1970, à l'époque sous le nom de Berliet, depuis 1978 sous le nom Renault Véhicules Industriel. En 1998, elle fur rachetée par ZF Friedrichshafen et elle se positionne aujourd'hui en tant que fournisseur attitré de constructeurs de poids lourds réputés tels que MAN, DAF ou le groupe Volvo. L'année passée, très exactement 34 135 boîtes de vitesses des séries ZF-Ecomid et ZF-AS Tronic-mid ont quitté le site de Bouthéon.

Les carnets de commande sont bien remplis et les salariés se relaient en équipes de trois huit. Pour continuer à améliorer la productivité, il fut décidé en 2006 de commander une rectifieuse Quickpoint 5000/60 S auprès de la société Erwin Junker. Le cahier des charges spécifiait que l'exigence recherchée était la rectification des diamètres et faces extérieurs ainsi que du cône intérieur des arbres d'entrées en un seul serrage en assurant un niveau de sécurité maximum des processus et par ailleurs le déroulement automatisé des opérations. La pièce à usiner est en acier trempé avec une surépaisseur 0,3 mm sur les diamètres, de 0,15 mm sur les faces et 0,4 mm sur le cône interne.

M. Thierry Duterage, responsable de projet chez ZF Bouthéon explique la situation de départ : « Jusqu'à présent, une rectifieuse se chargeait d'usiner les contours extérieurs en CBN et sur une autre machine le cône interne avec une meule corindon. » La décision d'acheter une machine Junker n'est pas le fruit du hasard : en 2001, l'entreprise ZF Bouthéon avait déjà achetée une rectifieuse du modèle Quickpoint 5000 et avait été extrêmement satisfaite de son utilisation et de sa disponibilité machine élevée.

Sur la Quickpoint 5000/60S, qui est installée dans l'usine depuis début juin 2007, ont été usinée 3500 pièces au cours du premiers mois. Un changement de série est effectué en moyenne par jour. A l'avenir, il est prévu d'usiner jusqu'à 70 000 pièces par an. Il s'agit d'un objectif réaliste, comme l'ont démontrées les premières analyses de disponibilité. Avec une grande flexibilité de la machine et des temps de changement de série extrêmement courts de maximum 60 minutes. Les usinages envisagés à l'avenir dans le projet des trois types d'arbres primaires, intermédiaires et secondaires pourront être réalisés.

Chiffres clef : données de la pièce à usiner
Hauteur de pointe max. 170 mm
Longueur de serrage max. 1200 mm
Longueur de rectification max. 1000 mm
Poids de la pièce à usiner max. 70 kg
Diamètre des meules de rectification 450 mm

Savoir d'expert pur : Technique Quickpoint

La rectification Quickpoint est une rectification à grande vitesse des surfaces cylindriques extérieures avec un contact de rectification ponctuel dans la zone de rectification. Le procédé utilise des meules diamantées ou CBN de quelques millimètres largeur, qui sont très résistantes à l'usure. L'inclinaison de l'axe de la meule par rapport à l'axe horizontal de la pièce à usiner forme une dépouille. La zone de contact entre la meule et la pièce à usiner est ainsi réduite d'une ligne de contact à un point de contact.

Un mot au sujet de Quickpoint : le procédé de rectification mis au point par Junker s'est tout particulièrement positionné sur le marché de l'usinage de composants automobiles et a depuis trouvé de nombreux imitateurs. L'un des avantages sont les faibles efforts de coupe. La zone de contact de la taille d'un point seulement opère avec une meule diamantée ou CBN d'une largeur de quatre millimètres seulement qui est très résistante à l'usure.

L'inclinaison de l'axe de la meule par rapport à l'axe horizontal de la pièce à usiner forme une dépouille. La zone de contact entre la meule et la pièce à usiner est ainsi réduite d'une ligne de contact à un point de contact. La force abrasive en est réduite. Quickpoint permet d'usiner toutes les formes géométriques telles que par ex. les faces, cônes, chanfreins ou rayons. Grâce à l'intégration de modules de rectification Junker, les rectifieuses cylindriques extérieures Quickpoint peuvent être étendues de plusieurs meules de rectification pour assurer la rectification intégrale. Il devient ainsi possible de réaliser par exemple une rectification en plongée, la rectification de filets, la rectification de profils en un seul serrage. La gamme Quickpoint affiche une structure modulaire, de sorte qu'il existe une variante pour la quasi-totalité des applications.

Opérations différentes

La variante de la série 5000/60S utilisée chez ZF Bouthéon est avant tout appropriée pour les pièces à usiner de taille plus grande pouvant atteindre un poids allant jusqu'à 70 kg et une longueur de 1200 mm. A cet égard, différentes opérations sont possibles grâce à la poupée porte-meule orientable autour de l'axe B pouvant comporter jusqu'à trois broches porte meule. Il devient alors possible de procéder à la rectification complète d'une famille de pièces complexe sur une seule machine. Un autre avantage est le chargement déchargement automatisé des pièces qui est intégré chez Junker dans la conception de la nouvelle machine.

Le responsable de projet se félicité également de l'amélioration sur le plan qualitatif. La circularité de l'usinage des diamètres extérieurs est < 0,0018 mm et la qualité de la surface Rz<2,00 µm.

Les avantages en termes d'utilisation

Les opérateurs se réjouiront de savoir que les machines Junker sont modulables et affichent une structure quasiment identique. La formation pour se familiariser avec la rectifieuse Quickpoint 5000/60S ne dure que cinq jours (pour des personnes connaissant déjà la quickpoint). Le pupitre de commande, une solution spécialement mise au point par Junker, est l'Operator Panel (EJ-OP).

Sous ce menu se trouve une représentation graphique et les déroulements interactifs de la programmation qui permettent une standardisation du pilotage des machines, quelle que soit la commande employée. De cette manière, tous les éléments sont accessibles pour la télémaintenance. En matière SAV, Junker offre une prestation toute particulière : le centre SAV « Junker-Service-Center » (JSC). Il dispose de sa propre hotline et en cas de besoin, toutes les données disponibles se rapportant à l'état de la machine peuvent être analysées en ligne. Il convient de préciser que dans le cas de ZF Bouthéon, la commande Siemens 840D a été installée. La raison évoquée par M. Duterage est le fait que toutes les machines de l'entreprise sont équipées de commandes Siemens et ce qui est avantageux en termes de pièces de rechange. Les rectifieuses Quickpoint peuvent également être dotées d'une commande Fanuc.

Ce qui est particulièrement apprécié chez ZF Bouthéon est la grande durée de vie des meules CBN, qui sont refroidies à l'huile pour faire face à la haute vitesse d'usinage. Une installation de filtration propre avec un système d'aspiration et de filtrage se charge ensuite de nettoyer le liquide de coupe. Les établissements Junker accordent une très grande importance à la sécurité, ce qui explique que les machines Junker soient dotées d'un concept de sécurité spécial. En effet, en cas de déflagration, l'intérieur de la machine est automatiquement fermé hermétiquement, de sorte qu'un incendie est étouffé même avant qu'il ne se déclenche.

Le responsable de projet M. Duterage résume les avantages en quelques mots : « Grâce à cet investissement, nous avons réussi à remplacer trois machines. Le procédé à haute vitesse Quickpoint permet désormais de réaliser l'ensemble de la rectification en un seul serrage, ce qui réduit de moitié la durée du temps de cycle. »