Technologie de serrage hydraulique

Serrage, clampage et positionnement hydraulique
La réduction du temps d'arrêt est un facteur important dans l'augmentation du rendement et l'optimisation de l'utilisation des ressources. La précision du positionnement et la répétitivité de la force de serrage constituent aussi une contribution essentielle à l'amélioration de la qualité et de l'efficacité. Les centres d'usinage flexibles visent à réduire le temps du cycle de production. Le placement et le serrage de plusieurs éléments sur un dispositif puis leur dépôt est souvent un facteur de temps important dans le procédé. Afin d'être productif et efficace, il est important que les procédures de positionnement, de serrage, de maintien et de relâchement soient rapides, simples et sûres. Ceci est encore plus important pour les pièces de grandes dimensions avec des intervalles de procédé relativement brefs, rendant rentable l'option de semi-automatisation ou d'automatisation complète du serrage sur un dispositif. Le positionnement et le serrage hydrauliques constituent une technique extrêmement fiable et efficace.

Gain de temps et de précision
Le principal avantage du travail hydraulique est l'énorme gain de temps pour le serrage et le desserrage des composants. Quand nous comparons le temps nécessaire pour un serrage hydraulique à celui nécessaire pour un serrage manuel, le gain est d'au moins 90 à 95%. L'utilisation des produits de serrage hydraulique Enerpac réduit les temps de cycle, augmentant ainsi considérablement la capacité de fabrication et réduisant les coûts. La précision du positionnement des systèmes hydrauliques de serrage est tout aussi importante que l'avantage en termes de temps. Les forces de serrage sont constantes, permettant une grande précision de placement et de serrage. Ceci permet de proposer des procédures de traitement identiques et de garantir la qualité. Les taux de rejets dus aux déformations seront insignifiants. Le serrage hydraulique permet un troisième avantage, celui d'une utilisation optimale de l'espace de serrage en raison de ses composants standards compacts et de sa capacité à serrer dans des zones inaccessibles manuellement. Ceci peut augmenter le nombre de composants pouvant être serrés et traités simultanément sur un dispositif.

Gain de temps et de précision
La conception de base de tout dispositif utilisant des serrages hydrauliques ou manuels est la même. La structure du dispositif doit être suffisamment rigide et lourde pour éviter toute déformation et vibration résultant des mouvements de la machine et des forces de serrage. Le composant à traiter doit initialement être placé, soutenu et serré uniquement en trois points fixes. Une fois que la pièce est serrée en ces trois points fixes, sa position est déterminée sur le plan statique. Nous pouvons comparer ceci à la stabilité d'une table à trois pieds.

Trois fonctions
Tout dispositif de travail doit répondre aux trois fonctions de base :

a) positionner l'élément de manière précise.
b) maintenir correctement l'élément.
c) serrer l'élément de manière sûre pour l'usinage.

Pendant le placement, la pièce est pressée contre les points limites fixés et les surfaces de soutien. La pièce doit alors être serrée dans cette position de manière à ce que les forces de coupe ne puissent pas la déplacer pendant l'usinage. Il est également possible que la pièce doive être soutenue en d'autres points pour éviter la déformation, les vibrations et le couple. Ces forces peuvent déformer la pièce et affecter la précision du procédé.

Pour palier à ces forces, la pièce sera engagée par des vérins support avec une légère pression du ressort (environ 9N à 15N.), après quoi ils seront verrouillés de manière hydraulique. Ceci créera un maintien adapté à la pièce. Ces trois fonctions de base peuvent être mises en œuvre au moyen des produits de serrage Enerpac. Les trois fonctions doivent être exécutées dans l'ordre. Ceci signifie que les vérins appropriés devront être activés au bon moment (dans l'ordre). Normalement, ceci est obtenu au moyen de vannes de séquence mécaniques ou de vannes directionnelles solénoïdes installées sur le système hydraulique. La pression hydraulique peut provenir de diverses pompes, comme des pompes manuelles, des pompes hydropneumatiques et des pompes électrohydrauliques.

Le bon choix
Lors de la conception d'un système de serrage hydraulique, il est très important de bien choisir les éléments. Exemples des points à prendre en compte : Y a-t-il assez d'espace, est-ce qu'un serrage au bord est approprié ou doit-il se faire à l'intérieur ? Ceci exige que chaque modèle soit pris en compte au cas par cas et à certains moments, la solution impliquera un système avec des composants spécifiques. Ceci vous mènera naturellement à la question de savoir si un serrage hydraulique est justifié. Enerpac a développé un programme logiciel spécialement à cette fin. Son but est de proposer un aperçu clair des avantages et intérêts de manière quantitative. Une fois que la décision de développer un système de serrage hydraulique est prise, un plan logique offre les meilleures chances de succès. Le plan doit inclure les choix suivants :

1.    la force de serrage et la course de serrage des vérins ;
2.    l'alimentation électrique ;
3.    le contrôle du système de serrage (accessoires et vannes)

Le choix de l'outil de serrage en tant que fonction de la séquence du procédé en particulier est extrêmement critique. La taille et la forme de la pièce déterminent les différents points de serrage et donc le choix de la pince.

Enerpac propose à cette fin une gamme complète de produits de serrage hydraulique. Pour chaque application spécifique, le type approprié de vérins de serrage, de pompes et de systèmes de contrôle est proposé.

Le serrage hydraulique des composants pour l'usinage sur des centrales d'usinage de type palette ou de type conventionnel présente de nombreux avantages.
 

Composants standard
Les composants standards comme les vérins à rotation, les vérins de serrage, les vérins de maintien, (pour le maintien précis des pièces) et les vérins linéaires (pour le placement des pièces) peuvent être utilisés avec un système de serrage hydraulique. L'accouplement et le désaccouplement automatiques du système hydraulique sont utilisés dans de nombreux cas sur les machines FMS de type palette. Les vérins à rotation jouent un rôle essentiel dans le serrage hydraulique. Ils ont été développés pour permettre au produit d'être librement inséré et désengagé. Ils utilisent une combinaison de mouvements linéaires et rotatifs. La rotation est obtenue (gauche ou droite) par une cannelure hélicoïdale qui tourne le piston et le bras de serrage pendant la partie initiale du mouvement de serrage, la dernière étape étant verticale. Enerpac fabrique des vérins à rotation sous de nombreux modèles et avec différentes options de montage et des forces de serrage allant de 1,3 kN à 37,8 kN. Un bras de serrage breveté transmet les forces du vérin de serrage à rotation vers la pièce.

Quand il est nécessaire d'avoir un accès total à la face supérieure d'un élément, des pinces à rebords sont disponibles. Un tiers de la force linéaire appliquée à une pièce est dirigé vers le bas en raison de la conception de la pince. Ceci garantit un serrage constant et sûr.
 
Quand la pression hydraulique ne peut pas être appliquée pendant le cycle de la machine - par exemple sur un dispositif mobile ou quand il existe un risque accru de rupture de flexible - des vérins à ressorts peuvent être utilisés. La force de ces vérins réside dans les ressorts du disque. La pression hydraulique comprime les ressorts à disque, et quand ils sont relâchés, ils délivrent la force de serrage. La force de serrage d'un vérin à ressorts dépend de la compression du ressort.
 

Conclusion
Les systèmes de serrage hydraulique présentent de nombreux avantages importants. L'avantage principal du serrage hydraulique réside dans le fait qu'il réduit considérablement les temps de charge et de décharge par comparaison avec un système de serrage manuel conventionnel. Ceci entraîne un accroissement de la capacité d'utilisation sur tous les types de machines. Le serrage hydraulique offre aussi une meilleure qualité du fait de sa constance et de la répétitivité des forces de serrage. Le serrage hydraulique permet aussi un fonctionnement entièrement automatique. Enerpac peut aussi concevoir et fournir des produits d'automatisation de production spécifiques si notre gamme standard ne répond pas à votre demande.