Pour l'usinage de l'acier durci, il n'y a guère d'alternative au PcBN. Cela est d'autant plus vrai lorsqu'il s'agit de traiter des composants exigeants tels que des joints homocinétiques. En tant que partenaire de longue date des fabricants de joints d'entraînement, MAPAL possède une expertise approfondie dans ce domaine et augmentera en 2026 l'efficacité de la production de ces composants clés grâce au développement ciblé de nouveaux types de matériaux de coupe et à des optimisations du design des outils.
Exigences élevées pour l'usinage dur des joints CV
Selon le type de véhicule, différents joints d'entraînement sont utilisés dans l'industrie automobile, tant du côté roue que du côté transmission. Les principales composants comprennent le boîtier extérieur, également appelé Outer Race, la bague intérieure (Inner Race) ainsi que le cage à billes. Les billes circulent dans des chemins de roulement spécialement formés entre l'Inner et l'Outer Race et sont guidées par la cage de manière à permettre un mouvement de rotation constant même à un angle de flexion, comme dans le cas d'un mouvement de direction.
Les chemins de roulement à billes doivent être fraisés durement tant sur l'Inner Race que sur l'Outer Race. Les exigences en matière de forme et de surface sont très élevées à ce stade, c'est pourquoi la conception géométrique de la fraise joue un rôle crucial. MAPAL ajuste ses fraises à billes exactement aux tolérances requises sur le composant. En plus de la géométrie de l'outil, le matériau de coupe utilisé et la préparation des arêtes de coupe sont importants pour la durée de vie de l'outil, la performance et la qualité de surface obtenue.
Développement de matériaux de coupe spécifiquement adapté aux exigences du processus
Avec son expérience, MAPAL est en mesure de développer des matériaux de coupe spécifiquement pour l'usinage de certains composants. Le nouveau matériau de coupe PcBN non revêtu FU240 est adapté aux exigences du fraisage dur des chemins de roulement sur l'Outer Race, tandis que le matériau de coupe FU290 est adapté à celles de l'Inner Race. En général, différents substrats de PcBN sont utilisés pour tenir compte des différentes propriétés d'usinage de l'Inner et de l'Outer Race et des mécanismes d'usure associés à l'outil. De plus, l'industrie utilise différents matériaux pour les deux composants. Pour l'Outer Race, des aciers traités sont utilisés, tandis que pour l'Inner Race, ce sont généralement des aciers de construction. Bien que les fabricants automobiles suivent chacun une philosophie propre en matière de conception et notamment de guidage des billes, les matériaux sont largement uniformes.
Durées de vie nettement plus élevées en fraisage
Pour améliorer avec succès ses matériaux de coupe PcBN et ainsi garantir un avantage technologique, MAPAL s'appuie sur une compréhension approfondie de l'ensemble du processus. Pour des durées de vie plus longues lors de l'usinage des joints CV, il s'agissait de trouver l'équilibre optimal entre une résistance à l'abrasion et à la diffusion élevée tout en conservant une ténacité suffisante. Les paramètres de développement comprenaient notamment la teneur en CBN du matériau de coupe, les tailles de grain et la composition du liant. Les premiers résultats montrent une augmentation significative de la durée de vie des nouveaux matériaux de coupe : comparés aux matériaux utilisés jusqu'à présent, les nouvelles variétés FU240 et FU290 ont entraîné une augmentation de la durée de vie de plus de 30 % à des vitesses de coupe de 180 m/min et un avance par dent comprise entre 0,07 et 0,10 mm.
Design de fraise à cinq arêtes réduit le temps de traitement et le coût par pièce
De plus, l'influence d'un nouveau design d'outil à cinq arêtes pour les fraises à billes n'a pas encore été prise en compte, que MAPAL présentera également en 2026. Jusqu'à présent, les conceptions à quatre arêtes étaient la norme. L'arête supplémentaire réduit le temps de traitement par rapport à la fraise à quatre arêtes d'environ 20 %. Le temps d'engagement par arête pour chaque chemin à billes est réduit, ce qui a également un impact positif sur la durée de vie dans les applications. Avec un volume annuel d'environ 15 millions de pièces, ces deux effets combinés entraînent un potentiel d'économies considérable en ce qui concerne le coût par pièce.
Nouveaux matériaux de coupe également pour le tournage dur avec un plus significatif
Pour le tournage dur, de nouveaux matériaux de coupe PcBN de MAPAL sont également disponibles, en mettant d'abord l'accent sur l'usinage des joints d'entraînement. La variété FP240 est destinée aux applications de coupe continue, par exemple sur le corps de l'Outer Race. Pour les coupes interrompues, comme celles qui se produisent sur l'Inner Race et la cage, la variété plus résistante FP260 est utilisée. Les deux sont revêtues de PVD et atteignent des durées de vie environ 40 % plus longues par rapport aux matériaux de coupe conventionnels.
L'introduction progressive des fraises à billes spécifiques chez les clients et les plaquettes de tournage PcBN disponibles à partir de l'AMB 2026 soulignent l'ambition de MAPAL de continuer à développer de manière cohérente la référence dans l'usinage des composants durcis.
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