Linear Motion Control - 15/08/2021
Les centres d'usinage sont équipés de vis à billes avec refroidissement de l'écrou pour améliorer la qualité de surface des pièces fraisées
Les vis à billes NSK avec refroidissement de l'écrou établissent de nouvelles normes en matière de précision des machines-outils équipées de composants d'entraînement mécaniques. Les essais sur machine réalisés avec le groupe CHIRON, un fabricant réputé de centres d'usinage, en apportent la confirmation au-delà même des propres tests de NSK. Les vis à billes NSK contribuent à la qualité de surface exceptionnelle des pièces fraisées produites par les nouveaux centres d'usinage CNC du groupe CHIRON.
Le secteur de la machine-outil utilise des vis à billes pour convertir le mouvement rotatif d'un moteur électrique en mouvement linéaire. Très souvent, la précision du positionnement, ainsi que la vitesse de déplacement et l'accélération, doivent répondre à des exigences extrêmes.
En raison des forces axiales, de l'accélération et de la vitesse, la vis à billes génère une chaleur de friction. Cette chaleur peut allonger la vis (en raison de la dilatation thermique) et donc entraîner des imprécisions de positionnement minimes mais souvent critiques, susceptibles de nuire à la qualité de l'usinage.
Pour éviter cette situation, de nombreux centres d'usinage sont équipés d'une échelle de longueur qui mesure la position effective de l'outil et, pour ceux qui exigent une meilleure précision de positionnement, des vis à billes à arbre creux peuvent être utilisées. Dans ce dernier cas, un liquide de refroidissement passe à travers l'arbre pour évacuer la chaleur du système. Cette méthode est toutefois assez coûteuse, car les vis rotatives nécessitent un raccord tournant en plus de l'alésage creux.
Une nouvelle approche consiste à refroidir l'écrou ; ainsi, il n'est pas nécessaire d'utiliser un alésage creux et un raccord tournant coûteux, car le refroidissement s´effectue directement là où la chaleur est générée. Autre avantage non négligeable : la chaleur produite dans la vis à billes ne se dissipe plus directement dans la machine. Ce découplage thermique entre la machine et la vis à billes est important car toute chaleur peut affecter la stabilité dimensionnelle. Les résultats montrent qu'en refroidissant l'écrou, il est possible d'augmenter la qualité de surface des composants usinés.
Les ingénieurs de NSK ont conçu le corps d'écrou de sorte que les modifications apportées à la vis à billes par le refroidissement n'aient pas d´incidence négative sur son profil de performance, comme l'ont confirmé les tests d'endurance réalisés au Centre de technologie NSK.
La collaboration de longue date avec le groupe CHIRON a également confirmé ces résultats dans la pratique. En d´autres termes, grâce aux vis à billes NSK avec écrous refroidis, les centres d'usinage séries 16 et 22 de CHIRON fonctionnent avec une précision exceptionnelle, qui s'applique non seulement à la facilité de positionnement, mais aussi à la précision de l'usinage et à la qualité de la surface.
Dans deux séries CHIRON spécifiques, les vis à billes sont également équipées du joint X1 très efficace de NSK, qui protège l'écrou de la contamination et retient le lubrifiant dans l'écrou pendant une période prolongée.
Pour l'avenir, NSK entend poursuivre sa collaboration avec le groupe CHIRON et continuer ainsi à optimiser une technologie de refroidissement ciblée avec précision pour les vis à billes. Ce travail d'équipe permettra aux développeurs d'approfondir leur connaissance des vis à billes et de leur incidence sur les performances des machines.
Photo 1 : Refroidir précisément là où c'est nécessaire : c'est le principe de base des vis à billes avec écrous refroidis. Photo : NSK
Photos 2 et 3 : Centres d'usinage CNC de haute précision : CHIRON FZ 16 S cinq axes (à gauche) et DZ 22 W (à droite). Photos : groupe CHIRON.
À propos du groupe CHIRON
Basé à Tuttlingen (Allemagne), le groupe CHIRON est une entreprise internationale spécialisée dans les centres d'usinage verticaux et les centres de tournage/fraisage CNC, ainsi que dans les solutions de fabrication clés en main. Le groupe est implanté dans le monde entier, à travers des sites de production et de développement, des filiales de vente et de service, et des agences commerciales. Les deux tiers environ des machines et solutions sont vendues à l´export. Les principaux secteurs clients sont l'automobile, la construction mécanique, la médecine et la mécanique de précision, l'industrie aéronautique et la production d'outils.
À propos de NSK Europe
NSK Europe Ltd. est la filiale européenne du fabricant de roulements NSK basé à Tokyo, une société fondée au Japon en 1916 et qui emploie aujourd´hui près de 31 000 personnes dans le cadre de ses activités mondiales. Les produits et les solutions offerts par ce fournisseur industriel, notamment dans l´automobile, se trouvent partout où il y a du mouvement. Outre une large gamme de roulements standard, la gamme des produits NSK s´étend également aux paliers, à la technologie linéaire, aux roulements de roues, aux roulements pour transmissions et moteurs, ainsi qu´aux systèmes de guidage. La recherche de la perfection est présente dans toutes les activités de l´entreprise. L´objectif de l´entreprise est de tenir le rôle de leader en matière de qualité dans son secteur industriel, au moyen d´un processus d´amélioration continue, d´un développement de produits d´excellence, de procédés de fabrication optimisés et de services axés sur les besoins des clients. Au cours de l´exercice 2019, les 4 400 salariés de NSK Europe Ltd. ont réalisé un chiffre d´affaires de plus de 920 millions d´euros
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