Un fabricant de composants électriques prend en charge la fabrication des moules
Trouvez un logiciel CAO/FAO flexible et puissant pour produire des outils, des moules et des modèles pour une gamme de composants de transformateurs d’énergie électrique.
En bref
- Produit utilisé : Fraisage dynamique, Productivity+, Fraisage dynamique
- Industrie : Transport
Détails du projet
- Le défi : Trouver un logiciel CAO/FAO flexible et puissant pour produire des outils, des moules et des modèles pour une gamme de composants de transformateurs électriques.
- La solution : Mastercam, le logiciel de commande numérique le plus utilisé pour les opérations de CAO/FAO.
- Avantages :
- Mastercam et l’outillage spécialisé permettent à H-J de produire des moules plus complexes en moins de temps et sans augmentation significative de la main d’œuvre.
- Le parcours d’outil OptiRough enlève rapidement de grandes quantités de matière grâce au mouvement de fraisage dynamique, ce qui permet d’obtenir rapidement et en toute sécurité une pièce entièrement ébauchée.
- La technologie du Frais dynamique augmente la précision et l’efficacité de l’usinage, ce qui permet à H-J d’utiliser des fraises droites pour obtenir les résultats souhaités.
Fondée en 1969, The H-J Family of Companies est un fournisseur mondial dans l’industrie des transformateurs, des appareillages de commutation et des disjoncteurs. Basée à High Ridge, dans le Missouri, la société est le premier fabricant de composants de transformateurs de puissance électrique sur le continent américain, avec des opérations de fabrication aux États-Unis, en Chine et au Mexique.
« H-J est un fabricant et un faiseur de faisceaux pour les fabricants de transformateurs et d’appareillages de commutation », a déclaré Doug Goforth, directeur du soutien et de l’amélioration de la fabrication chez The H-J Family of Companies. « Nos produits se retrouvent dans la rue partout où un fil se connecte à un transformateur sur le réseau électrique ».
Pour créer une vaste gamme de produits comprenant des bagues, des isolateurs et des produits sur mesure, H-J opère en tant qu’atelier d’usinage, fonderie, mouleur de résine époxy, etc. Pour produire des outils, des moules et des modèles pour leurs produits, les employés de H-J utilisent des fraises droites et le logiciel de CAO/FAO Mastercam. Les modèles sont utilisés pour les opérations de fonderie et de moulage de métaux, tandis que les moules sont utilisés pour le moulage d’époxy. Les quatre postes de Mastercam de H-J soutiennent son équipe d’usinage de 20 personnes, en pleine croissance.
La plupart des pièces de H-J sont produites sur des centres d’usinage verticaux, tandis que les moules et les modèles sont principalement fraisés. Il fut un temps où l’entreprise produisait quatre moules par an, des moules qui nécessitaient un polissage et une finition à la main importants. Aujourd’hui, grâce aux logiciels de FAO et aux outils spécialisés, l’entreprise produit en moyenne un moule par mois sans augmentation significative de la main-d’œuvre.
« Mastercam nous aide définitivement à optimiser nos machines et à les utiliser de la manière dont elles ont été conçues », déclare Bobby Schaper, programmeur CNC, The H-J Family of Companies. « Nous n’avons pas besoin de fabriquer des moules pour des profils de pièces spécifiques, ce que nous ne pouvions pas faire par le passé. »
En novembre 2018, CNC Software Inc. a établi un partenariat avec Harvey Performance Company et ses marques Harvey Tool et Helical Tool de fraises et d’outils de coupe en carbure de spécialité. Les parcours d’outils dans Mastercam peuvent désormais intégrer la sélection d’options d’outils de Harvey Tool. Harvey est connu pour ses profilages spéciaux et ses outils miniatures, tandis que Helical propose des fraises en bout à haute performance, adaptées à des matériaux spécifiques. Rapprocher l’alimentation du logiciel FAO de la technologie des outils de coupe permet d’accroître la productivité des machines existantes de H-J.
« Nous avons des usines de 200 000 dollars qui produisent régulièrement des pièces de qualité que l’on voit normalement sur des machines de 500 000 dollars », a déclaré M. Goforth.
L’une de ces pièces est un isolateur pour un transformateur. La section de la gaine, qui ressemble à une pile de petits anneaux, est utilisée pour prévenir les défaillances électriques d’un isolateur en cas de contamination par l’air et l’eau. L’une des principales difficultés rencontrées dans la production de profilés est de trouver l’outil de petit diamètre et de grande portée qui ne dévie pas et n’émet pas de bavures pendant l’usinage. Comme les remises sont très minces, H-J utilise l’outillage spécialisé de Harvey appelé portée conique (fraises à dégagement) pour les produire. La plupart des fraises droites Harvey sélectionnées pour l’application ont des cônes spécialisés pour le support et de petites pointes, certaines aussi petites que 0,015″ de diamètre.
En plus de l’outillage spécialisé, H-J utilise les parcours d’outils Dynamic Motion de Mastercam pour améliorer la précision et l’efficacité de l’usinage. Avant d’utiliser les parcours d’outils, les programmeurs utilisaient de petites marches et de grandes ouvertures avec des outils indexables. La technologie du fraisage dynamique permet à H-J d’adopter une approche différente et d’utiliser des fraises en bout pour obtenir les mêmes résultats, parfois plus rapidement.
« Les parcours d’outils dynamiques sont ceux que je préfère utiliser », a déclaré Schaper. « Je les utilise sur presque toutes les pièces, et pas nécessairement pour la finition ».
Pour les cabines d’ébauche, le parcours d’outil d’ébauche choisi par les programmeurs de H-J est l’OptiRough. Cette stratégie de coupe bidirectionnelle enlève rapidement de grandes quantités de matériau grâce à un mouvement de fraisage dynamique. Les grandes coupes agressives sont suivies de petites coupes rapides vers le haut pour obtenir une pièce entièrement ébauchée rapidement et en toute sécurité. Des vitesses de broche sont utilisées pour la finition afin d’augmenter la vitesse de la machine jusqu’à 50 000 tr/min.
« Je pense que les parcours d’outils et les vitesses de broche aident les outils miniatures Harvey à réaliser ce pour quoi ils ont été conçus », a déclaré Schaper. « Nous préférons mettre un outil dans une situation où il peut réussir plutôt que de le pousser davantage pour obtenir des rendements en termes de temps de cycle. »
La plupart des pièces fabriquées par H-J pèsent de 0,5 à 100 livres. Pour répondre à cette variété de pièces, l’opération de fabrication de moules de H-J nécessite deux décalages pour desservir l’ensemble de l’usine de presses à mouler qui fonctionne en trois équipes. Chaque moule comporte généralement au moins deux cavités et, dans certains cas, jusqu’à six. Les tolérances d’ajustement sont de ±0,002″.
Récemment, H-J a fabriqué un moule à des fins de recherche et de développement pour une pièce à centre creux de 14,5 pouces de diamètre et de 5 pieds de haut. Chaque moitié de moule en aluminium pesait 1 400 livres. En raison de sa taille, le moule a été divisé en quatre pièces par section et comportait deux lignes de joint. Cette configuration permettait de tourner le bloc de 45 degrés afin de minimiser la portée de l’outil au fond du hangar. Aucune machine 5 axes n’étant disponible à l’époque, les machinistes de H-J ont procédé à un usinage 3 axes, atteignant cinq pouces de profondeur à l’aide de fraises en bout de 0,25 pouce de diamètre, pour achever le travail.
L’aspect le plus déconcertant de cette opération d’usinage 3 axes a été la localisation de chaque bloc dans la machine, car il n’y avait pas de surface plane une fois la pièce inclinée. Les parcours d’outils utilisés pour achever le processus étaient le Fraisage dynamique, OptiRest, OptiRough, puis l’isoparamétrique pour la finition. Grâce aux parcours d’outils dynamiques, à l’outillage spécialisé et au soutien des fournisseurs, le moule a été produit en trois semaines. Le poids de la pièce finale s’élevait à 230 livres.
« Nous disposions de six semaines pour réaliser la conception de la pièce, la conception du produit, la fabrication du moule et la production de la pièce afin de la présenter à un salon professionnel », a déclaré M. Goforth. « Nous fabriquons des moules en 8 à 12 semaines, ce qui nous distingue de beaucoup d’ateliers de moulage et de fabricants de produits. Nous pouvons désormais prendre et produire des produits sur mesure, avec l’outillage, en quelques semaines au lieu d’une bonne partie de l’année. »
Pour la famille d’entreprises H-J, les avantages des logiciels de FAO, de l’outillage de précision et de l’assistance à la clientèle ne peuvent être surestimés.
DEVIS CLIENT
« Nous fabriquons des moules en 8 à 12 semaines, ce qui nous distingue de beaucoup d’ateliers de moulage et de fabricants de produits. Nous pouvons désormais prendre et produire des produits sur mesure, avec l’outillage, en quelques semaines au lieu d’une bonne partie de l’année. »
Doug Goforth, responsable du soutien et de l’amélioration de la fabrication, The H-J Family of Companies, High Ridge, Missouri
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