Quelles sont les méthodes d'usinage de filetage les plus couramment utilisées dans les centres d'usinage CNC ?

L'usinage de filetages est une application essentielle des centres d'usinage CNC. La qualité et l'efficacité de l'usinage des filetages influencent directement la qualité des pièces et l'efficacité de la production. Avec l'amélioration des performances des centres d'usinage CNC et des outils de coupe, les méthodes d'usinage des filetages s'améliorent également, tout comme la précision et l'efficacité. Afin de permettre aux techniciens de choisir judicieusement les méthodes d'usinage, d'améliorer l'efficacité de la production et d'éviter les accidents de qualité, plusieurs méthodes d'usinage couramment utilisées sur les centres d'usinage CNC sont résumées ci-dessous : 1. Taraudage

1.1 Classification et caractéristiques de l'usinage des tarauds. L'usinage des trous filetés par taraudage est la méthode d'usinage la plus courante. Elle est principalement applicable aux trous filetés de petit diamètre (d30) nécessitant peu de précision de positionnement.

Dans les années 1980, la méthode de taraudage flexible a été adoptée pour les trous filetés. La pince de taraudage flexible permettait de serrer le taraud. Cette pince permettait de compenser axialement les erreurs d'avance dues à la désynchronisation entre l'avance axiale de la machine-outil et la vitesse de broche, garantissant ainsi un pas correct. Cependant, la pince de taraudage flexible présente une structure complexe, un coût élevé, une grande facilité d'endommagement et une faible efficacité d'usinage. Ces dernières années, la performance des centres d'usinage CNC a progressivement évolué, et la fonction de taraudage rigide est devenue la configuration de base des centres d'usinage CNC.

Le taraudage rigide est donc devenu la principale méthode d'usinage de filetage. Le taraud est serré par une pince à ressort rigide, et l'avance de la broche est adaptée à la vitesse de broche contrôlée par la machine-outil. Comparé au mandrin de taraudage flexible, le mandrin à ressort présente les avantages d'une structure simple, d'un prix abordable et d'une large gamme d'applications. Outre le maintien du taraud, il peut également accueillir une fraise, un foret et d'autres outils, ce qui réduit le coût de l'outillage. De plus, le taraudage rigide permet l'usinage à grande vitesse, améliorant ainsi l'efficacité du centre d'usinage et réduisant les coûts de fabrication.

1.2 Détermination du diamètre du fond du trou fileté avant taraudage. L'usinage du fond du trou fileté a un impact important sur la durée de vie et la qualité du filetage. En général, le diamètre du foret du fond du trou fileté est proche de la limite supérieure de tolérance. Par exemple, pour un trou fileté M8 de 6,7 mm (0,27 mm), un diamètre de foret de 6,9 ​​mm est recommandé. Cela permet de réduire la surépaisseur d'usinage et la charge du taraud, et d'en améliorer la durée de vie.

1.3 Choix du taraud. Lors du choix d'un taraud, il convient de le sélectionner en fonction des matériaux à traiter. L'outillage produit différents types de tarauds en fonction des différents matériaux à traiter, et une attention particulière doit être portée à leur sélection.

Le taraud est plus sensible aux matériaux traités que la fraise et l'aléseuse. Par exemple, l'utilisation d'un taraud pour usiner de la fonte et des pièces en aluminium peut facilement provoquer des pertes de filetage, des filetages irréguliers, voire des ruptures, entraînant la mise au rebut de la pièce. Il convient également de distinguer le taraud pour trou débouchant du taraud pour trou borgne. Le guide avant du taraud pour trou débouchant est long, et l'évacuation des copeaux se fait sur le premier copeau. Le guide avant du trou borgne est court, et l'évacuation des copeaux se fait sur le second copeau. L'usinage d'un trou borgne avec un taraud pour trou débouchant ne garantit pas la profondeur de filetage. De plus, si une pince de taraudage flexible est utilisée, il convient de noter que le diamètre de la poignée et la largeur des quatre côtés doivent être identiques à ceux de la pince de taraudage ; le diamètre de la poignée pour un taraudage rigide doit être identique à celui de la chemise de ressort. En résumé, seul un choix judicieux du taraud peut garantir un usinage fluide.

1.4 Programmation CN de l'usinage de tarauds. La programmation de l'usinage de tarauds est relativement simple. Le centre d'usinage se contente généralement de la sous-routine de taraudage et n'a plus qu'à assigner des valeurs à divers paramètres. Cependant, il convient de noter que la signification de certains paramètres varie selon les systèmes CN et les formats de sous-routine. Par exemple, le format de programmation du système de commande Siemens 840C est g84 x_y_r2_r3_r4_r5_r6_r7_r8_r9_r10_r13_. Seuls ces 12 paramètres doivent être assignés lors de la programmation.

2. Méthode de fraisage de filetage2.1 Caractéristiques du fraisage de filetageLe fraisage de filetage adopte un outil de fraisage de filetage et une liaison à trois axes du centre d'usinage, c'est-à-dire une interpolation d'arc sur les axes x et y et une avance linéaire sur l'axe z.

Le fraisage de filets est principalement utilisé pour l'usinage de gros trous filetés et de trous filetés dans des matériaux difficiles à usiner. Il présente les principales caractéristiques suivantes : (1) une vitesse d'usinage élevée, un rendement élevé et une grande précision. L'outil est généralement en carbure cémenté, ce qui lui confère une grande vitesse de déplacement. Sa grande précision de fabrication permet une précision de filetage élevée. (2) L'outil de fraisage offre un large champ d'application. Tant que le pas est identique, qu'il s'agisse d'un filetage à gauche ou à droite, un seul outil peut être utilisé, ce qui permet de réduire le coût de l'outil.

(3) Le fraisage facilite l'enlèvement des copeaux et le refroidissement, et offre de meilleures conditions de coupe que le taraudage. Il est particulièrement adapté au filetage de matériaux difficiles à usiner tels que l'aluminium, le cuivre et l'acier inoxydable, notamment pour le filetage de grandes pièces et de composants en matériaux précieux, garantissant ainsi la qualité du filetage et la sécurité de la pièce. (4) L'absence de guide d'outil permet l'usinage de trous borgnes à fond de filetage court et de trous sans rainure de retour d'outil. 2.2 Classification des outils de fraisage de filetage

Les fraises à fileter se divisent en deux types : la fraise à lame en carbure cémenté à serrage mécanique et la fraise à lame en carbure cémenté intégrée. La fraise à serrage mécanique offre un large éventail d'applications. Elle peut usiner des trous dont la profondeur de filetage est inférieure ou supérieure à la longueur de la lame. La fraise à lame en carbure cémenté intégrée est généralement utilisée pour usiner des trous dont la profondeur de filetage est inférieure à la longueur de l'outil. 2.3 Programmation CN du filetage : La programmation d'une fraise à fileter diffère de celle des autres outils. Un programme d'usinage incorrect peut facilement endommager l'outil ou entraîner des erreurs de filetage. Les points suivants doivent être pris en compte lors de la programmation :

(1) Premièrement, le trou fileté inférieur doit être usiné avec soin : le trou de petit diamètre doit être foré et le trou de plus grand doit être alésé afin de garantir la précision du filetage inférieur. (2) Lors de l'insertion et du retrait de l'outil, une trajectoire en arc de cercle, généralement d'un demi-tour, doit être adoptée, avec un demi-pas sur l'axe Z, afin de garantir la forme du filetage. La valeur de compensation du rayon de l'outil doit être alors définie. (3) L'arc de cercle sur les axes X et Y doit être interpolé pendant une semaine, et l'arbre principal doit effectuer un pas sur l'axe Z, sous peine de déformation désordonnée des filetages.

(4) Exemple de programme spécifique : le diamètre de la fraise à fileter est de 16. Le trou fileté est de M48 1,5, la profondeur du trou fileté est de 14. La procédure d’usinage est la suivante : (la procédure du trou inférieur fileté est omise, et le trou inférieur doit être alésé) G0 G90 g54 x0 y0g0 Z10 m3 s1400 m8g0 z-14,75 avance au filetage le plus profond G01 G41 x-16 Y0 F2000 déplacement vers la position d’avance, ajout d’une compensation de rayon G03 x24 Y0 z-14 I20 J0 f500 coupe avec 1/2 cercle d’arc G03 x24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 coupe le filetage entier G03 x-16 Y0 z0,75 I-20 J0 f500 coupe avec 1/2 cercle d’arc G01 G40 x0 Y0 revient au centre et annule la compensation de rayon G0 Z100M30

3. Méthode d'encliquetage 3.1 Caractéristiques de la méthode d'encliquetage. Des trous filetés de grande taille peuvent parfois être rencontrés sur des pièces en carton. En l'absence de taraud et de fraise à fileter, une méthode similaire à celle du tour peut être adoptée.

Installer l'outil de tournage sur la barre d'alésage pour percer le filetage. L'entreprise a traité un lot de pièces avec un filetage M52x1,5 et un degré de positionnement de 0,1 mm (voir figure 1). En raison des exigences de positionnement élevées et de la taille importante du trou fileté, l'usinage avec un taraud est impossible, et il n'y a pas de fraise à fileter. Après l'essai, la méthode de prélèvement de filetage est adoptée pour garantir les exigences d'usinage. 3.2 Précautions pour la méthode de prélèvement de boucle

(1) Après le démarrage de la broche, un délai doit être respecté pour garantir que la broche atteigne sa vitesse nominale. (2) Lors du retrait de l'outil, s'il s'agit d'un outil à filetage rectifié manuellement, le retrait inverse de l'outil est impossible en raison de l'impossibilité d'un affûtage symétrique. L'orientation de la broche doit être respectée, l'outil se déplace radialement, puis le retrait de l'outil est effectué. (3) La fabrication de la barre de coupe doit être précise, notamment la position de la rainure de la fraise doit être constante. En cas d'irrégularité, il est impossible d'utiliser plusieurs barres de coupe pour l'usinage, sous peine de provoquer un gauchissement désordonné.

(4) Même une boucle très fine ne peut être crochetée avec un seul couteau, sous peine de perte de dents et de mauvaise rugosité de surface. Au moins deux couteaux doivent être utilisés. (5) L'efficacité de l'usinage est faible, ce qui ne s'applique qu'aux pièces uniques, aux petites séries, aux filetages à pas spécial et sans outil correspondant. 3.3 Procédures spécifiques

N5 G90 G54 G0 X0 Y0N10 Z15N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 retard pour que la broche atteigne la vitesse nominaleN25 G33 z-50 K1.5 tendeurN30 M19 orientation de la broche

Fraise N35 G0 X-2Rétraction d'outil N40 G0 z15Montage : JQ