Le défi du secteur brésilien des pompes et des vannes: faire face au parallélisme dans les brides de grand diamètre

Le Brésil abrite le plus grand pôle de fabrication de pompes et de vannes d'Amérique du Sud, concentré dans l'État de São Paulo et dans le Rio Grande do Sul. Ces usines fournissent des pompes centrifuges, des vannes et des vannes papillon aux secteurs nationaux du pétrole et du gaz, des mines et de l'irrigation agricole. Dans ces produits, le parallélisme des faces des brides de grand diamètre (généralement 800 à 1 500 mm) est le facteur décisif pour les performances d'étanchéité.

Lors des évaluations réelles en atelier, un constat récurrent apparaît : les brides usinées sur des tours à tourelle manuels dépassent fréquemment les tolérances de parallélisme des faces dans la production par lots. Lorsque les dessins spécifient un parallélisme de 0,03 mm, les valeurs mesurées réelles se situent généralement dans la plage de 0,06 à 0,12 mm.

Analyse au niveau du processus de l'écart de parallélisme

Données de serrage incohérentes.Le mandrin à quatre mors d'un tour manuel à tourelle est actionné manuellement et indépendant par mâchoire, la force de serrage dépendant entièrement du jugement de l'opérateur. Pour le même lot d'ébauches, différents opérateurs (ou le même opérateur à différents moments) appliquent des forces de serrage variables, ce qui entraîne une déformation élastique incohérente de la pièce pendant l'usinage. Pour une bride, un composant de type disque à paroi mince, une variation de 10 % de la force de serrage peut modifier de manière mesurable la planéité de la face.

Perte de données dans les flux de processus multi-machines.Une seule bride nécessite généralement des opérations de tournage de face, de diamètre extérieur, d'alésage, de face de trou de boulon et de rainure d'étanchéité. Dans un atelier manuel, ces opérations sont souvent réparties sur différentes machines : un tour vertical pour la face et le diamètre extérieur, une perceuse radiale pour les trous de boulons et un tour à moteur pour sceller les surfaces. Chaque re-serrage introduit une nouvelle erreur de localisation, qui s'accumule dans le résultat final du parallélisme des faces.

Compensation retardée de l'usure des outils.En tournage manuel, les opérateurs s'appuient sur l'inspection visuelle et le toucher pour juger de l'état de l'outil. Au moment où les marques de broutage ou l'augmentation de la rugosité de la surface signalent l'usure de l'outil, plusieurs pièces peuvent déjà avoir été usinées. Ces pièces de transition, dont la qualité des faces est inférieure aux normes, sont rarement inspectées pièce par pièce et finissent fréquemment dans des lots acceptés.

Chemin d'amélioration des processus avec les tours verticaux CNC à colonne unique

En utilisant le tour vertical CNC à colonne unique CK5116A (diamètre de tournage maximum 1 600 mm, diamètre de table 1 400 mm) comme référence, le chemin d'amélioration de l'usinage brésilien des pompes et des brides de vannes comprend :

Système de serrage rigide.La section transversale de la tige de l'outil de 30 × 40 mm représente une spécification de grande section parmi les tours verticaux à colonne unique de cette classe. Combinée à la capacité de charge de 3,2 tonnes de la table de travail, la pointe de l'outil reste stable même dans des conditions de coupe interrompues sur des ébauches de brides lourdes. Cela signifie que la rigidité du système de processus en elle-même ne sera pas une source d'écart de parallélisme.

Toutes les opérations dans une seule configuration.La machine prend en charge neuf processus, notamment le surfaçage, le tournage intérieur/extérieur, le perçage, l'alésage et le rainurage, au sein d'un seul cycle de serrage. Le diamètre extérieur, la face, l'alésage et les surfaces d'étanchéité d'une bride peuvent être usinés séquentiellement sans relâcher le mandrin, éliminant ainsi l'erreur cumulative de transfert multi-machines courante dans les usines brésiliennes.

Stabilité à long terme du système d'entraînement de broche.Les engrenages d'entraînement principaux sont fabriqués en acier allié 40Cr avec un processus de finition rectifié, associés à un servomoteur AC et à une transmission continue à quatre vitesses. En fonctionnement continu dépassant huit heures, le bruit des engrenages et la dégradation de la précision restent contrôlables. Pour le mode de fonctionnement en une seule équipe typique des usines brésiliennes, cette conception d'entraînement assure la cohérence des capacités d'usinage parallélisme sur des séries de production prolongées.