As we know, traditional turning machining involves a stationary tool and a rotating workpiece, while traditional milling machining is the opposite. What catches everyone’s attention in the video is that both the workpiece and the tool are rotating rapidly. Several industry experts pointed out that the rotation of the machine spindle and the tool needs to satisfy strict mathematical relationships, namely the speed ratio. This is precisely the key to rotary indexing machining technology. Now, let’s reveal its mystery.

Qu’est-ce que l’usinage à indexation rotative ?

Définition

L'usinage à indexation rotative, en abrégé indexation rotative, fait référence à une méthode d'usinage dans laquelle l'outil et la pièce tournent simultanément pour réaliser la coupe et l'indexation. En ajustant le rapport de vitesse entre eux, différents types de pièces peuvent être usinés. Il convient aux pièces avec des surfaces d'usinage distribuées circulairement, telles que les engrenages et les cannelures.

Mécanisme

L'objectif de l'usinage à indexation rotative est de contrôler les positions et les mouvements relatifs entre la pièce et l'outil à chaque instant du processus d'usinage, faisant de la trajectoire du point de contact une ligne droite. Cela utilise le principe de formation d’une développante en mathématiques, d’où son nom également d’usinage en développante. Même si cela semble simple, cela implique des fonctions mathématiques complexes. La trajectoire du mouvement d'usinage peut être considérée comme la synthèse de deux mouvements :

1.un mouvement circulaire avec une vitesse de np tournant autour du centre O du cercle de base ;

2. un mouvement circulaire avec une vitesse de nc tournant autour de son propre centre C. En ajustant des paramètres tels que le rapport de vitesse, différentes trajectoires d'usinage peuvent être obtenues. Les calculs mathématiques détaillés ne sont pas expliqués ici.

Avantages et inconvénients de l'usinage à indexation rotative

Le principal avantage de l'usinage à indexation rotative est de transformer l'usinage intermittent traditionnel en usinage continu intermittent, ce qui permet de gagner du temps d'indexation, d'améliorer considérablement l'efficacité de l'usinage et d'obtenir une meilleure précision de surface. De plus, il appartient à la coupe à sec, éliminant le besoin de fluide de coupe et réduisant dans une certaine mesure les coûts de production, ce qui en fait un processus d'usinage économique.

Cependant, l’usinage à indexation rotative n’est pas une technologie parfaite. Lors de l'usinage de pièces de dimensions différentes, une reprogrammation est nécessaire, ce qui augmente la difficulté opérationnelle. L'usure des outils est également plus sévère que l'usinage traditionnel. Ces inconvénients limitent son application pratique et actuellement, il n’est utilisé que dans une production à petite échelle.

Développement d’équipements d’usinage à indexation rotative

Outre-mer

L'Allemagne et le Japon ont été les premiers pays à explorer le domaine des équipements d'usinage à indexation rotative. Ils ont développé des technologies relativement matures et les ont mises en production.

Germany can be considered a pioneer in the development of CNC rotary indexing machines. In the early days, they developed CNC rotary indexing cutting technology based on the needs of German car manufacturers such as Mercedes-Benz, patented it globally, and developed powerful CNC involute rotary indexing machining equipment. To this day, they are still committed to the research and development of dedicated cutting machines based on rotary indexing theory. One of the distinctive technologies of Germany’s Wera is the use of patented rotary indexing technology, combining hobbing and broaching in the method called “hob-broach.” It can machine various tooth profiles, including involute and non-involute, without the need for tool retraction grooves.

Le Japon a également développé des machines à indexation rotatives qui peuvent être utilisées pour traiter des pièces à rainures, le chanfreinage et l'ébavurage d'engrenages ainsi que des surfaces complexes.

Domestique

La Chine a commencé ses recherches sur l'usinage à indexation rotative vers 2003 et a obtenu des résultats de recherche importants. La gamme d'usinage comprend les types de rainures de la série R (petits arbres, dents de disque, dents d'arbre), les surfaces complexes de la série M (carrés, hexagones, polygones, dents combinées). Les universités chinoises ont commencé à développer des technologies et des équipements d'usinage à indexation rotative avec des droits de propriété intellectuelle indépendants en 2002, en se concentrant sur le développement de centres d'usinage de chanfreinage à indexation rotative. Ils ont développé avec succès des centres d'usinage de chanfreinage à indexation rotative et réalisé l'usinage de rainures et de chanfreins coniques sur des manchons d'engrenages de synchronisation.

However, due to factors such as strong specialization and operational difficulty, China’s CNC rotary indexing machines still have a significant gap, urgently requiring researchers to fill. Currently, most machine tools used by Chinese enterprises rely on imports, resulting in high costs.

Conclusion

The advantage of rotary indexing machining lies in its high efficiency, reducing the machining time from minutes to tens of seconds. Although it has not been widely popularized due to current development constraints, it is still a highly promising new technology. With the joint efforts of researchers and enterprises, the future of rotary indexing machining is expected to create a new situation in China’s machining industry.