Usinage d'engrenages sur mesure de précision : Solutions pour la robotique et l'aérospatiale | JS Precision

L'usinage sur mesure des engrenages est l'épine dorsale du fonctionnement des machines de pointe et est essentiel dans les situations qui exigent une précision submillimétrique dans le mouvement répétitif des articulations robotisées et le fonctionnement des moteurs d'avion à des vitesses de plusieurs dizaines de milliers de tours par minute.

Ces deux domaines présentent des exigences quasi contradictoires et très contraignantes en matière de transmission par engrenages : une densité de puissance extrêmement élevée, une durée de vie extrêmement longue, un niveau sonore extrêmement faible et une fiabilité absolue en environnements difficiles. Ces exigences dépassent les capacités des méthodes conventionnelles de fabrication d’engrenages industriels.

Cet article expliquera comment JS Precision peut hisser la fabrication d'engrenages CNC à de nouveaux sommets grâce à son processus de fabrication innovant, fournissant ainsi l'énergie nécessaire à vos équipements innovants.

Tableau de réponses principales

Principales conclusions

• L'expertise technique influe directement sur le niveau de performance maximal : un véritable expert en usinage d'engrenages sur mesure doit maîtriser l'ensemble de la chaîne de processus, de la science des matériaux à la rectification de précision.
• L'optimisation des processus est le secret de la maîtrise des coûts, la valeur ajoutée d'un processus de fabrication d'engrenages optimal provenant de la minimisation des déchets et de la maximisation du rendement dès la première passe plutôt que de la simple réduction des coûts.
• La certification et la conformité sont les sésames pour accéder au secteur aérospatial : choisir un fournisseur doté d’un système de gestion de la qualité aérospatiale mature est une condition préalable à la réussite d’un projet.
• Disposer de capacités de production flexibles est essentiel pour réagir aux fluctuations du marché. Vos capacités de production d'engrenages CNC doivent vous permettre de répondre à des commandes portant sur quelques pièces de produits variés, afin de raccourcir le cycle de développement produit.

JS Precision : Usinage d'engrenages sur mesure, livraison rapide en petites séries

JS Precision est un fabricant professionnel d'engrenages usinés, fort d'une longue expérience dans ce domaine. L'entreprise respecte scrupuleusement les normes de qualité ISO 9001. Grâce à cette expertise et à cette expérience, elle est devenue une référence en matière d'usinage d'engrenages sur mesure.

Le principal atout de l'entreprise réside dans la maîtrise de l'ensemble de la chaîne de production, depuis la sélection des matériaux et la conception des engrenages jusqu'à la finition par usinage de précision, traitement thermique et contrôles. Chaque étape est soumise à des normes rigoureuses et bénéficie d'un support technique spécialisé.

Grâce à notre service de livraison rapide pour les petites séries, nous nous sommes progressivement hissés au sommet du secteur pour les commandes à l'unité et les livraisons express sous 3 à 5 semaines. Nous avons notamment produit un engrenage articulé sur mesure pour une entreprise européenne de robotique, avec une précision de niveau DIN 4. Nous avons livré 20 échantillons en seulement 4 semaines, contribuant ainsi à raccourcir le cycle de R&D de notre client de 40 %.

Nous avons fourni avec succès des solutions d'équipement sur mesure pour des centaines de projets de robotique, d'aérospatiale et d'équipement industriel dans le monde entier.

Nos engrenages atteignent généralement une précision DIN 5-6, et les composants clés peuvent être améliorés jusqu'à DIN 4, voire plus, après optimisation du processus. De plus, grâce à une qualité constante et un service efficace, nous sommes devenus un fournisseur stratégique de premier plan pour de nombreux clients haut de gamme.

Si vous recherchez un partenaire fiable pour l'usinage d'engrenages sur mesure, n'hésitez pas à nous contacter et à nous faire part de vos besoins en matière de produits et de délais de livraison afin de recevoir une solution personnalisée gratuite et un devis.

Comment l'usinage d'engrenages sur mesure répond-il aux exigences d'ultra-précision des articulations robotiques ?

Les exigences de précision d'usinage des engrenages pour les articulations robotiques sont extrêmement élevées. L'usinage d'engrenages sur mesure est spécialement conçu pour répondre à ces exigences grâce à une technologie innovante. Du contrôle au micron près à la légèreté, chaque aspect est crucial pour le bon fonctionnement.

Précision au micron près sans jeu

Modification précise du profil et de la direction des dents : grâce à une technologie de rectification de précision utilisée dans le traitement des engrenages CNC, JS Precision peut effectuer une modification au micron près du profil et de la direction de l’hélice, compensant ainsi la déformation des engrenages sous charge et permettant d’obtenir un jeu quasi nul dans la transmission, assurant ainsi une précision et une répétabilité de positionnement optimales pour le robot.

Élimination des erreurs en chaîne dues à des réglages multiples grâce à une conception intégrée : L’usinage simultané des supports de roulements, des cannelures et autres éléments connexes, en même temps que des profils d’engrenages, élimine les erreurs résultant de plusieurs réglages. Ceci constitue un élément fondamental de l’usinage d’engrenages ultra-précis sur mesure.

Matériaux et procédés légers et à haute rigidité

Utilisation d'alliages spéciaux : selon les matériaux sélectionnés, alliages spéciaux d'aluminium léger , alliages de titane ou matériaux composites à base de métal, le poids des articulations peut être réduit, tandis que la rigidité et la résistance à la fatigue des engrenages seront améliorées.

Optimisation de la topologie de la structure : L’optimisation pour la réduction du poids est réalisée grâce à une conception scientifique de réduction du poids pour les zones de contrainte non critiques de l’engrenage, où des structures légères complexes qui ne peuvent pas être produites par des procédés conventionnels sont produites via un usinage d’engrenages personnalisé à cinq axes.

Figure 1 Les engrenages peuvent réguler le mouvement, équilibrer le couple et fournir la stabilité et la précision nécessaires aux robots pour accomplir des tâches complexes.

Sélection du traitement thermique optimal dans le processus de fabrication des engrenages

Le traitement thermique lors de la fabrication d'engrenages est une étape cruciale pour leurs performances et leur durée de vie. Des procédés adaptés à chaque application sont nécessaires. JS Precision possède une vaste expérience dans l'usinage d'engrenages et propose des services de traitement thermique de précision pour tous types d'engrenages.

Le choix du traitement thermique approprié peut améliorer considérablement la fiabilité des engrenages et réduire les risques de défaillances ultérieures. Veuillez nous indiquer les conditions de fonctionnement et les performances requises pour vos engrenages ; notre équipe technique vous recommandera la solution de traitement thermique optimale pour votre processus de fabrication et vous fournira gratuitement des conseils pour sa vérification.

Figure 2 Taux de transfert de chaleur des milieux de trempe courants.

Normes spéciales pour l'usinage d'engrenages sur mesure dans l'aérospatiale

Les exigences en matière d'usinage d'engrenages sur mesure dans l'industrie aérospatiale sont bien plus élevées que dans les industries classiques. L'environnement rigoureux et les exigences de fiabilité extrêmement élevées imposent à la fabrication d'engrenages de respecter des normes spécifiques.

JS Precision dispose d'un système complet et de compétences professionnelles lui permettant de répondre aux exigences d'usinage sur mesure de l'industrie aérospatiale pour la fabrication d'engrenages.

Mise en œuvre intégrale du processus de certification AS9100

La norme AS9100 représente bien plus qu'une simple certification : elle désigne un processus qualité rigoureux, traçable tout au long de la fabrication des engrenages. De l'inspection des matières premières aux rapports de lot à l'expédition, ce processus est auditable et traçable, garantissant ainsi la conformité de chaque engrenage produit aux spécifications aérospatiales.

Exigences particulières en matière de matériaux et de procédés

Seuls les matériaux homologués pour l'aérospatiale sont autorisés. Tous les procédés sont éprouvés et sécurisés, et toute modification doit faire l'objet d'une procédure d'approbation préalable à la production (PPAP) rigoureuse . JS Precision met en place des circuits de production et de gestion distincts pour les projets aérospatiaux afin de garantir professionnalisme et indépendance tout au long de la production.

Validation en environnement extrême

Les performances des engrenages aérospatiaux exigent des tests de vérification environnementale rigoureux, notamment des essais à haute et basse température, des essais au brouillard salin et des essais de vibration . Dès la conception de notre processus d'usinage des engrenages, notre objectif est de répondre aux exigences de cet environnement extrême.

Comment un processus d'usinage d'engrenages optimisé permet-il de réduire le coût total ?

La plupart des entreprises pensent à tort que la réduction des coûts d'usinage des engrenages passe par une simple baisse des prix. En réalité, l'optimisation du processus d'usinage est essentielle pour minimiser le coût total. JS Precision aide ses clients à réduire significativement leurs coûts globaux grâce à une optimisation scientifique des processus, sans compromis sur la qualité.

Optimisation des processus par simulation :

Avant l' usinage des engrenages , un logiciel professionnel de simulation de coupe est utilisé pour simuler les charges sur l'outil pendant les processus d'usinage afin de minimiser le gaspillage de matériaux et de temps lors de l'usinage des engrenages et d'optimiser les paramètres d'usinage pour maximiser la durée de vie de l'outil.

Lignes de production automatiques et intelligentes :

En intégrant des fonctions robotisées de chargement et de déchargement automatiques ainsi que des mesures et une compensation en ligne, il contribue à minimiser l'intervention humaine, à maximiser l'efficacité des équipements (OEE) et à assurer la stabilité des lots de produits, tout en réduisant les coûts de retouche et de service client liés à la qualité.

Comment la fabrication d'engrenages CNC permet-elle de répondre avec flexibilité aux commandes en faible volume ?

La production en mini-lots et les commandes multivariées sont de plus en plus demandées, alors que la fabrication traditionnelle d'engrenages industriels n'est pas en mesure de réagir rapidement.

De ce fait, la fabrication d'engrenages CNC, qui présente des caractéristiques technologiques supérieures , est devenue une solution essentielle pour répondre à cette exigence, aidant ainsi JS Precision à satisfaire les besoins de ses clients en matière de commandes flexibles.

Technologie de changement rapide

L'utilisation d'un système de positionnement à point zéro permet de réduire considérablement le temps de changement d'outil et de montage à quelques minutes seulement. Associé à une bibliothèque modulaire de préréglage d'outils, ce système permet de raccourcir la préparation, généralement longue, nécessaire à la fabrication d'engrenages par rapport au processus industriel traditionnel. La production de petites séries s'en trouve ainsi grandement optimisée.

Bibliothèque de processus numériques et planification intelligente

Les paramètres du processus d'usinage des engrenages sont programmés et stockés de manière modulaire . En cas de commandes similaires, ils peuvent être immédiatement récupérés, optimisés et produits. Grâce à une planification intelligente, les commandes urgentes ou de faible montant sont intégrées au moment opportun sans impacter le cycle de livraison.

Si vous rencontrez des difficultés pour les livraisons et les prix des petites séries d'engrenages, notre service de fabrication d'engrenages CNC est là pour vous aider. Veuillez nous communiquer les détails de votre commande et vos délais souhaités pour une réponse rapide et une fabrication sur mesure à prix avantageux.

Usinage de précision des grandes roues dentées dans la fabrication industrielle d'engrenages

L'usinage de grandes roues dentées, comme les engrenages d'orientation utilisés dans les éoliennes, a constitué un défi de taille dans la fabrication industrielle d'engrenages.

La taille imposante et les exigences de précision en matière de fabrication ont représenté un défi pour les équipements et les procédés utilisés. JS Precision a réussi à fabriquer des engrenages de grande taille avec une précision élevée.

Garantie de précision pour les équipements de grande taille : Pour la production d’engrenages de plusieurs mètres de diamètre, la précision géométrique et la rigidité de la machine-outil sont essentielles. Actuellement, nous utilisons des fraiseuses-aléseuses sur pied et de grandesmachines à tailler les engrenages à commande numérique, équipées d’interféromètres laser.

Processus d'usinage et d'assemblage segmenté : Pour les engrenages de très grande taille, un processus d'usinage segmenté de haute précision est combiné à des processus avancés d'alésage et de boulonnage sur site afin de garantir la précision finale requise pour la couronne d'engrenage.

Mesure en machine et réparation sur site : Les grandes roues dentées ne pouvant être déplacées, un instrument de mesure portable est utilisé pour leur inspection sur site. À partir des données recueillies, des réparations de précision ou un meulage sont effectués localement afin de garantir que la précision de la roue dentée réponde aux normes.

Vous avez besoin de services d'usinage d'engrenages de grande taille et de haute précision ? N'hésitez pas à communiquer vos dimensions, le niveau de précision requis et vos applications à notre équipe spécialisée. Nous vous proposerons immédiatement une solution optimisée pour la fabrication d'engrenages industriels, ainsi qu'une évaluation technique gratuite.

Figure 3 Grâce à nos capacités avancées d'usinage CNC et de traitement thermique, nous produisons des engrenages de grande taille offrant une excellente durabilité et d'excellentes performances.

Étude de cas : De 12 semaines à 3 semaines – Comment l’absence de rupture de stock dans les engrenages accélère le développement des robots humanoïdes

Défi

Dans le cadre du développement d'une nouvelle génération de robots humanoïdes, le réducteur de hanche, composant essentiel de cette entreprise de robotique innovante, devait présenter des performances extrêmement exigeantes . Lors de la transmission, le jeu angulaire devait être constamment inférieur à une minute d'arc. Le délai entre la validation de la conception et l'obtention d'un prototype fonctionnel et qualifié ne devait pas excéder 12 semaines.

La chaîne d'approvisionnement traditionnelle comprend de multiples phases de production pilote, des processus indépendants et des essais de mise au point sur site. Dans ces conditions, elle se heurte à un double goulot d'étranglement : la durée du cycle et la performance . Il devient alors impossible de respecter les délais du projet.

Solution:

JS Precision répond aux problématiques de ses clients grâce à une approche d'ingénierie systématique, proposant une solution clé en quatre étapes :

1. Optimisation collaborative des matériaux et de la conception :

En participant au projet dès la confirmation du concept, en recommandant l'acier cémenté à faible déformation, on diminue de 30 % la distorsion du profil de la dent après traitement thermique et on optimise fondamentalement la conception du bord du profil de la dent, jetant ainsi les bases d'un traitement ultérieur.

2. Processus intégré :

L'utilisation novatrice d'un centre d'usinage cinq axes permet de réaliser en une seule opération le bridage et le formage monobloc du porte-satellites et de l'ébauche d'engrenage. Ce procédé élimine totalement les erreurs de référence dues aux bridages multiples, améliorant ainsi la précision d'assemblage du train d'engrenages.

3. Fabrication et contrôle de précision en boucle fermée :

Mettre en œuvre un processus rigoureux en boucle fermée « usinage-mesure-compensation ». Effectuer immédiatement un scan complet de la surface de la dent après la rectification de précision à l'aide d'un centre de mesure d'engrenages, avec un retour d'information en temps réel sur les données d'erreur microscopiques, tout en corrigeant automatiquement les paramètres d'usinage suivants afin de garantir que la précision de la surface de la dent atteigne systématiquement la norme DIN 4 ou supérieure.

4. Sélection numérique et pré-assemblage :

D'après les données d'inspection complètes, les engrenages sont simulés et appariés numériquement. Ils sont pré-assemblés, lubrifiés et testés en série dans une salle blanche de classe 10 000 afin de vérifier leur conformité aux normes. Livrés « prêts à l'emploi », ils permettent aux clients de gagner du temps lors des opérations de mise au point sur site.

Résultats

Au final, le délai de livraison du train d'engrenages, initialement prévu à 12 semaines par le client, a été réduit à 3 semaines, soit un gain d'efficacité de 75 %. Le train d'engrenages livré a atteint un fonctionnement « sans rodage » et le jeu de transmission est resté constamment inférieur à 0,8 minute d'arc, répondant ainsi pleinement aux exigences de performance du client.

Le client a fait l'éloge de cette collaboration , la qualifiant de « pilier essentiel de la rapidité de la R&D ». JS Precision a alors été promue fournisseur stratégique de l'entreprise.

Vous souhaitez garantir une livraison efficace et des performances optimales pour vos engrenages ? Veuillez nous transmettre vos plans d’engrenages ainsi que les exigences de votre projet, en précisant « service identique à l’étude de cas ». Nous pourrons ainsi vous proposer une solution d’usinage d’engrenages sur mesure pour une mise en œuvre rapide de votre projet.

Figure 4 Réducteur d'articulation de robot humanoïde

FAQ

Q1 : À quels niveaux de précision d'engrenage êtes-vous généralement capable ?

Dans les secteurs de pointe comme la robotique et l'aérospatiale, nos capacités d'usinage d'engrenages se situent entre les normes DIN 5 et 6. Cependant, pour les composants critiques, grâce à un usinage d'engrenages sur mesure, la précision peut même atteindre la norme DIN 4.

Q2 : Comment puis-je sélectionner le procédé de traitement thermique approprié à mon application ?

Le choix d'une méthode de traitement thermique adaptée repose sur une analyse complexe prenant en compte le type de charge, la vitesse de rotation et les matériaux de fabrication. Nos ingénieurs vous conseilleront sur la cémentation, la nitruration ou la trempe par induction en fonction de vos conditions de travail spécifiques, afin d'optimiser le processus de fabrication de vos engrenages.

Q3 : Quel est le MOQ pour les commandes de prototypes d’équipements en petites séries ? Quel est le coût ?

Commandes unitaires de prototypes d'engrenages en petites séries. Grâce à la flexibilité de production de la fabrication d'engrenages par commande numérique (CNC), bien que plus coûteuse à l'unité que la production en série, cette méthode est beaucoup plus économique et réalisable sur l'ensemble du coût et convient donc parfaitement aux phases de développement et de validation des produits.

Q4 : Comment le contrôle qualité est-il effectué pendant l'usinage ?

Tout au long du processus d'usinage des engrenages, nous effectuons un contrôle qualité en cours de fabrication (IPQC), avec une inspection à 100 % après chaque étape critique. Avant la livraison finale, un rapport d'inspection dimensionnelle complet est établi par un centre de métrologie spécialisé afin de garantir la conformité de chaque lot d'engrenages aux exigences de qualité.

Q5 : Quel est le délai moyen entre la réception des dessins et la livraison du prototype ?

Le délai de livraison est de 2 à 3 semaines pour les prototypes d'engrenages simples. Il faut compter 3 à 5 semaines pour la fabrication d'engrenages complexes ou de haute précision. Un service express est également disponible pour les commandes urgentes.

Q6 : Quelles sont les certifications aérospatiales ?

Le système qualité AS 9100 est rigoureusement appliqué et conforme aux normes de processus NADCAP . Forts d'une vaste expérience dans la réalisation de projets d'usinage d'engrenages sur mesure pour l'aérospatiale, nous répondons à toutes les exigences spécifiques de ce secteur.

Q7 : Pouvez-vous usiner des profils de dents non standard ou des engrenages avec des structures spéciales ?

Oui, notre équipement CNC à cinq axes et notre logiciel FAO avancé sont spécialisés dans l'usinage de profils de dents non standard tels que les profils en développante, cycloïdaux et en arc de cercle, ainsi que de pièces d'engrenages composites avec cames et cannelures intégrées, ce qui nous permet de répondre à divers besoins d'usinage.

Q8 : La communication et le suivi du projet se déroulent-ils sans accroc lors de la coopération avec les fournisseurs chinois ?

Nous disposons de chefs de projet bilingues professionnels et de plateformes PLM performantes pour une gestion en temps réel des tableaux de bord de projet. Ceci garantit une communication efficace et une transparence totale de l'information. Le décalage horaire permet un suivi de l'avancement en relais, assurant ainsi un déroulement fluide du projet.

Résumé

La fabrication d'engrenages sur mesure est toujours bien plus qu'un simple traitement et une fabrication : c'est une combinaison précise de technologie, de processus, d'expérience et d'exigences.

Qu'il s'agisse des articulations précises d'un système robotique, des environnements extrêmement exigeants de l'aérospatiale ou des performances stables des machines industrielles, le choix d'un fournisseur possédant des connaissances techniques approfondies, de l'expérience et un service efficace peut être un facteur déterminant pour faire des engrenages un atout majeur en termes de performance.

JS Precision, forte de sa profonde expérience dans le domaine de la fabrication d'engrenages CNC haut de gamme, de son système de contrôle des processus de fabrication d'engrenages éprouvé et de son expérience dans la fabrication d'engrenages industriels au service des plus grands clients mondiaux, s'engage à fournir un soutien complet pour vos projets innovants, de la conception au vol.

Laissez se réaliser votre prochaine transformation de transmission.

Contactez sans tarder l'équipe de JS Precision pour soumettre votre concept ou vos plans de conception d'engrenages. Vous recevrez non seulement un devis, mais aussi une analyse de faisabilité préliminaire et une proposition d'optimisation des coûts, fruit de notre vaste expérience.