Voici l’histoire d’une réussite construite ensemble par les équipes commerciales de Tungaloy et leurs clients.
Une fraise carbure monobloc résistante aux vibrations ! L’outil qui a amélioré l’efficacité d’usinage et permis la rationalisation des outils
Interview réalisée avec l’aimable collaboration deKondo Iron Works Co., Ltd.
Représentant commercial Tungaloy
Kenjiro IwataKenjiro Iwata
- Originaire de
- Préfecture de Hyogo
- Entré chez Tungaloy en
- 2019
- Loisirs
- Golf, pêche
Le fraisage à 90° à l’aide de fraises carbure monobloc est particulièrement sujet aux vibrations, notamment lorsque l’outil présente une grande longueur de sortie. De nombreux ateliers sont confrontés à cette problématique. Voici comment un défi d’usinage impliquant une importante longueur de porte-à-faux a été résolu.
Depuis sa création il y a 63 ans, Kondo Iron Works Co., Ltd., située à Inuyama dans la préfecture d’Aichi, usine une grande variété de composants mécaniques, notamment des pièces pour machines-outils, engins de chantier, équipements spéciaux et outillages.
L’entreprise regroupe dans une même usine des tours de taille moyenne, centres d’usinage, centres de tournage et centres d’usinage horizontaux. Elle est reconnue par ses clients pour sa maîtrise des coûts, des délais de livraison et des frais logistiques.
Afin d’atteindre ses objectifs de coûts réduits et de délais courts, Kondo Iron Works applique une stratégie d’« usinage intégré chez un fournisseur unique », supprimant les transferts entre sous-traitants et réduisant ainsi les délais.
Spécialisée dans l’usinage de pièces de taille moyenne, l’entreprise dispose également de machines multitâches et de centres d’usinage 5 axes permettant l’usinage de plusieurs faces en un seul serrage afin de répondre à des besoins clients variés.
Kondo Iron Works est également très engagée dans les initiatives environnementales. L’entreprise met activement en œuvre des actions liées aux Objectifs de Développement Durable (ODD) et poursuit sa certification Eco Action 21. L’énergie solaire représente 13 % de sa consommation énergétique totale, tandis que le reste est couvert par de l’électricité sans émissions de CO₂, permettant d’atteindre un bilan carbone nul pour sa consommation électrique.
Initiatives ODD
Utilisation d’électricité sans CO₂
Panneaux solaires en toiture
Pour le tournage, c’est Tungaloy
La relation entre Kenjiro Iwata et M. Kondo, directeur d’usine chez Kondo Iron Works, a débuté en 2022.
Depuis de nombreuses années, M. Kondo considérait déjà Tungaloy comme son premier choix pour les opérations de tournage et utilisait principalement les plaquettes de tournage Tungaloy.
La collaboration avec M. Iwata a commencé lorsque celui-ci est venu se présenter comme nouveau responsable commercial lors d’une visite conjointe avec le distributeur agréé Shin-ei Shokai.
Depuis, grâce à des visites régulières réalisées avec M. Yamaguchi, responsable chez Shin-ei Shokai, M. Iwata a mené plusieurs analyses d’amélioration et renforcé cette relation à travers des optimisations continues des opérations de tournage, notamment en usinage de gorges et en filetage.
Les défis du fraisage sur machines multitâches
Kondo Iron Works réalise un important volume de pièces destinées aux machines-outils et aux équipements industriels. Les arbres et brides sont usinés sur des machines multitâches.
Pour ce type de composants, de nombreuses opérations nécessitent l’usinage de rainures ainsi que des lamages sur des surfaces cylindriques. Ces opérations étaient réalisées à l’aide de fraises carbure monobloc carrées et de fraises à 90°.
« Dans notre entreprise, nous utilisons activement les machines multitâches pour l’usinage des pièces cylindriques et réalisons plusieurs opérations en un seul serrage afin de consolider les processus.
Pour les pièces de type arbre, nous effectuons fréquemment des opérations de rainurage, de fraisage à 90° et de fraisage hélicoïdal avec des fraises carbure monobloc afin d’usiner les portées de vis et les rainures de clavette.
Dans ce type d’opérations, l’approche de la broche de fraisage sur la machine multitâche et les risques d’interférence avec la pièce imposent souvent une importante longueur de sortie de l’outil.
À cause de ce porte-à-faux important, les vibrations apparaissent facilement lors du fraisage, nous obligeant à réduire la profondeur de passe et augmentant ainsi considérablement les temps d’usinage. »
Cette situation mettait en évidence les problématiques spécifiques liées à l’outillage sur les machines multitâches.
Trouver la solution au MECT 2023
Malgré cette problématique récurrente, M. Kondo avait déjà testé des fraises carbure monobloc de nombreux fabricants et retenu les modèles les plus performants. Cependant, aucune solution ne lui apportait encore entière satisfaction.
C’est lors de sa visite au salon MECT 2023 qu’il a découvert une piste prometteuse sur le stand Tungaloy.
« Lors de ma visite du stand Tungaloy au MECT, j’ai découvert une fraise carbure monobloc particulièrement intéressante.
Jusqu’alors, je n’avais pas d’image particulièrement marquante des fraises carbure monobloc Tungaloy, mais les caractéristiques uniques de ce produit m’ont donné le sentiment qu’il pouvait réellement apporter des résultats.
La géométrie complexe de ses arêtes de coupe laissait penser qu’il s’agissait d’un produit coûteux, mais j’ai demandé à M. Iwata d’organiser un essai afin de vérifier ses performances sur le terrain. »
FinishMeister : une fraise carbure monobloc résistante aux vibrations
FinishMeister est une fraise carbure monobloc carrée dotée d’une géométrie exclusive « Combination Edge » combinant deux types d’arêtes de coupe : des arêtes d’ébauche et des arêtes de finition.
Les arêtes d’ébauche réduisent les efforts de coupe et génèrent un décalage des cycles vibratoires qui empêche la résonance à l’origine des vibrations. Cette conception offre ainsi une capacité de suppression des vibrations nettement supérieure à celle des fraises carbure monobloc carrées conventionnelles.
Par ailleurs, les arêtes de finition dépassent légèrement les arêtes d’ébauche. Elles assurent ainsi la finition des parois usinées et permettent d’obtenir un état de surface équivalent à celui produit par une fraise carbure monobloc carrée conventionnelle.
Cette conception innovante permet ainsi d’associer les avantages d’une fraise d’ébauche et d’une fraise de finition au sein d’un seul et même outil.
Dans les applications soumises à un important porte-à-faux, où les vibrations constituent généralement la principale contrainte, FinishMeister permet d’augmenter les profondeurs de passe tout en conservant un usinage stable.
Cette caractéristique est particulièrement intéressante pour les utilisateurs de machines multitâches, qui sont souvent contraints d’utiliser des longueurs de sortie importantes afin d’éviter les interférences entre l’outil et la pièce.
Grâce à sa géométrie spécifique, FinishMeister élargit considérablement la plage de conditions de coupe utilisables sans apparition de vibrations, offrant ainsi davantage de flexibilité aux opérateurs tout en améliorant la productivité.
Validation sur la machine multitâche : réduction du temps d’usinage de 34 %
Pour l’essai, FinishMeister a été utilisé sur l’une des machines multitâches de l’usine afin d’usiner les parois d’une pièce complexe.
L’objectif était d’évaluer sa capacité à supprimer les vibrations tout en augmentant les paramètres de coupe.
Avec la fraise carbure monobloc utilisée précédemment, les vibrations apparaissaient rapidement dès que la profondeur de passe augmentait, obligeant les opérateurs à réduire les conditions de coupe afin de garantir la stabilité du procédé.
Grâce à sa géométrie Combination Edge, FinishMeister a permis de maintenir un usinage stable sans vibrations, même avec des conditions de coupe plus agressives.
En conséquence, la profondeur de passe a pu être augmentée de manière significative, réduisant fortement le nombre de passes nécessaires pour réaliser l’opération.
Le temps d’usinage a ainsi été réduit de 34 % par rapport à l’outil précédemment utilisé.
Au-delà du gain de temps, les opérateurs ont constaté une amélioration sensible de la stabilité du procédé, limitant les ajustements de paramètres et réduisant le risque de rebut.
Une seule fraise pour l’ébauche et la finition
L’un des avantages les plus appréciés par les équipes de production a été la possibilité de réaliser l’ébauche et la finition avec un seul outil.
Auparavant, ces opérations nécessitaient deux fraises distinctes :
- Une fraise d’ébauche pour limiter les vibrations et maximiser l’enlèvement de matière
- Une fraise de finition pour obtenir l’état de surface requis
Cette configuration impliquait des changements d’outils supplémentaires ainsi qu’une gestion plus complexe du stock.
Grâce à la combinaison des arêtes d’ébauche et de finition au sein de la même géométrie, FinishMeister permet de supprimer cette étape intermédiaire.
Les temps non productifs liés aux changements d’outils sont réduits, tandis que la gestion des références est simplifiée.
« Le plus impressionnant a été la stabilité de l’usinage.
Même avec un porte-à-faux important, nous avons pu augmenter les paramètres de coupe sans générer de vibrations.
Le fait de pouvoir réaliser l’ébauche et la finition avec un seul outil représente également un avantage considérable en termes d’organisation et de productivité. »
Principaux bénéfices obtenus
L’introduction de FinishMeister a permis d’obtenir plusieurs améliorations significatives :
- Réduction du temps d’usinage de 34 %
- Suppression des vibrations lors des usinages à grand porte-à-faux
- Augmentation de la profondeur de passe
- Ébauche et finition réalisées avec un seul outil
- Réduction des changements d’outils
- Simplification de la gestion des outils
- Amélioration de la stabilité du procédé
Ces résultats ont confirmé le potentiel de FinishMeister pour les applications exigeantes sur machines multitâches et centres d’usinage soumis aux vibrations.
Des applications prometteuses pour l’avenir
À la suite de ces résultats, l’équipe de production envisage d’étendre l’utilisation de FinishMeister à d’autres opérations où les vibrations limitent actuellement les performances.
Les applications ciblées concernent notamment :
- L’usinage de pièces présentant de longs porte-à-faux
- Les opérations nécessitant simultanément productivité et qualité de surface
- Les composants complexes usinés sur machines multitâches
- Les opérations où la réduction du nombre d’outils est recherchée
La capacité de FinishMeister à combiner les performances d’ébauche et de finition dans une seule fraise carbure monobloc ouvre de nouvelles perspectives pour l’optimisation des processus de fabrication.
« Nous sommes constamment à la recherche de solutions permettant d’améliorer la productivité tout en garantissant la qualité.
FinishMeister nous a démontré qu’il était possible de réduire les vibrations, de diminuer les temps d’usinage et de simplifier les opérations grâce à un seul outil.
Nous envisageons désormais de l’appliquer à d’autres pièces et à d’autres opérations afin d’étendre ces gains à l’ensemble de notre production. »
Conclusion
Dans les environnements de production où les vibrations représentent un frein à la productivité, les outils conventionnels imposent souvent un compromis entre débit d’enlèvement de matière et qualité de surface.
Grâce à sa géométrie exclusive Combination Edge, FinishMeister permet de dépasser cette limite en associant les avantages d’une fraise d’ébauche et d’une fraise de finition dans un seul outil.
L’étude réalisée au sein de l’usine de Tsuchiya démontre concrètement les bénéfices obtenus :
- Réduction de 34 % du temps d’usinage
- Suppression des vibrations lors des opérations à grand porte-à-faux
- Amélioration de la stabilité du procédé
- Réduction du nombre d’outils nécessaires
- Simplification de la gestion des outils
Pour les fabricants confrontés aux vibrations, à la recherche d’une meilleure qualité de surface ou souhaitant optimiser leurs temps de cycle, FinishMeister constitue une solution particulièrement efficace et simple à mettre en œuvre.