Une barre d’alésage aux dimensions hors norme

C’est pour une société d’ingénierie finlandaise que le spécialiste des outils coupants Sandvik Coromant a conçu une barre d’alésage dépassant les dix mètres de long.

Ce serait, selon son fabricant, la plus grande barre d’alésage au monde. Elle mesure près de 11 000 mm (soit 11 m) de long et 600 mm de diamètre. L’outil est destiné l’unité de Jyväskylä, au sud de la Finlande, du groupe Häkkinen, une société d’ingénierie finlandaise, qui travaille dans les secteurs du pétrole, du gaz offshore et des énergies renouvelables.

L’entreprise avait besoin d’un outil capable d’usiner un type spécifique de pièces aux dimensions critiques. Bien qu’elle ne soit pas décrite, en raison d’accords de confidentialité, la pièce en question mesurait 800 mm de diamètre sur 12 000 mm (12 m) de long. Surtout, elle devait être usinée des deux côtés.

Au bout de la barre d’alésage, on observe le porte-outil Coromant Capto.

C’est vers le fabricant Sandvik Coromant que le partenaire de Häkkinen, SMT (anciennement Skoda Machine Tool), situé en République tchèque, s’est tourné pour concevoir cet outil hors norme. En l’occurrence « une barre d’alésage, utilisée dans les opérations d’usinage pour agrandir et affiner le diamètre d’un trou existant dans une pièce à usiner, explique le spécialiste suédois des outils coupants. Les trous réalisés à l’aide d’une barre d’alésage sont plus précis, plus exacts et plus lisses que ceux réalisés par perçage, qui peuvent générer des trous plus grossiers. »

Stabilité

Comme le diamètre et la longueur d’une barre d’alésage sont déterminés par les dimensions de la pièce elle-même, Sandvik Coromant a conseillé de choisir le plus grand diamètre de barre possible afin d’obtenir la meilleure stabilité possible. « En clair, l’application nécessitait une barre d’alésage aux dimensions inédites. Ces dimensions sont essentielles pour permettre des opérations de tournage intérieur profondes et précises, une tâche qui dépasse les capacités des barres de taille standard », détaille le groupe de Sandviken.

En acier, la barre contient un système appelé « amortisseur » en métal lourd. « Un amortisseur est un dispositif utilisé pour réduire ou absorber les vibrations, que l’on trouve rarement dans les machines ou les structures, et qui est fixé dans des bagues caoutchouc spéciales », explique Sandvik Coromant.

Autre caractéristique de la barre d’alésage : le porte-outil Coromant Capto, fixé à l’avant avec les plaquettes de coupe, a été conçu afin de réduire les temps de montage et de changement d’outil. « Le porte-outil s’est avéré particulièrement utile dans les machines multitâches, explique Vaclav Faber, ingénieur chez Sandvik Coromant, en Répubique tchèque. Il permet d’assembler des outils de différentes longueurs et caractéristiques de conception, quelle que soit l’interface machine. »

Porte-à-faux

La barre d’alésage a été mise à l’épreuve dans un grand tour CNC et testée plusieurs fois dans trois applications, l’ébauche, la finition et le profilage, « avec à chaque fois des conditions de coupe différentes », précise le fabricant de cet outil géant, qui a été utilisé avec un porte-à-faux maximal de dix fois le diamètre (10xD), « recommandé pour limiter les vibrations et obtenir la meilleure stabilité et la meilleure précision possibles », note-t-il.

La barre d’alésage a été utilisée avec un porte-à-faux maximal de 10xD, recommandé pour limiter les vibrations.

Pour l’application d’ébauche, la barre a été utilisée systématiquement avec une vitesse de coupe (vc) de 100 m/mn et une avance par tour (fn) de 0,4 mm/tr. Alors que la charge sur une barre d’alésage dépend principalement de la profondeur de coupe (ap), de l’avance et de la matière de la pièce, il était essentiel de prévoir une « ap » et une « fn » suffisantes pour éviter les vibrations pendant la coupe, se souvient Vaclav Faber. Car, « des valeurs ap et fn trop élevées peuvent provoquer des vibrations en raison de la déflexion de l’outil », pointe-t-il.

Rugosité

M. Faber rapporte que c’est pour ces raisons-là que l’« ap » a été ajustée pour les besoins des essais. « La barre d’alésage a montré des signes de vibration à une ap de 5,6 mm et des performances limitées à 4,5 mm mais, en fin de compte, la profondeur de coupe recommandée a été établie à 3,5 mm », souligne Sandvik Coromant.

Dans les applications de finition et de profilage, a-t-il encore précisé, la barre a été utilisée à une « vc » de 110 m/mn et une « ap » de 0,5 mm à chaque fois. Et d’ajouter que la valeur « fn » a été ajustée, et que le réglage optimal et recommandé a été établi à 0,25, ce qui a donné une rugosité moyenne (Ra) de 3,4.