Guide d'achat de pièces en laiton d'usinage CNC

Dans l'industrie de l'usinage actuelle, les équipements traditionnels ne répondent plus aux exigences de qualité. Les machines-outils à commande numérique (CNC) remplacent les machines-outils conventionnelles, et les équipements d'usinage automatisés, tels que les tours CNC de précision et les tours CNC, se substituent aux machines-outils traditionnelles. Cet article vous permettra de comprendre les avantages des machines-outils à commande numérique et le processus d'usinage des pièces mécaniques de précision.

Dans le processus d'usinage de pièces mécaniques, les machines-outils à commande numérique (CNC) présentent les avantages suivants :

1. Les centres d'usinage CNC offrent une précision et une qualité de traitement élevées. Les machines-outils CNC sont réputées pour leur précision et leur exactitude exceptionnelles. Elles utilisent des mouvements contrôlés par ordinateur et des logiciels spécialisés pour réaliser des tâches avec des marges d'erreur minimales. Contrairement aux opérateurs humains, les machines CNC reproduisent systématiquement des pièces identiques, conformes aux spécifications exactes.

2. Les pièces usinées par commande numérique (CNC) peuvent être articulées selon plusieurs axes et traiter des pièces de formes complexes. Les machines-outils à commande numérique offrent une flexibilité et une polyvalence remarquables par rapport aux machines manuelles traditionnelles. Grâce à leur capacité à changer d'outillage et à s'adapter rapidement à diverses opérations, elles sont idéales pour la fabrication de composants complexes et de précision.

3. La modification du processus d'usinage CNC, qui ne nécessite généralement qu'une modification du programme de commande numérique, permet de gagner du temps de préparation. Les machines-outils CNC offrent des gains de temps considérables. Les méthodes d'usinage manuelles traditionnelles sont longues et laborieuses, nécessitant une préparation minutieuse et des réglages manuels constants. À l'inverse, les machines CNC peuvent être facilement programmées pour réaliser des opérations complexes avec précision, réduisant ainsi considérablement les délais de production. De plus, la machine-outil CNC elle-même présente une haute précision, une grande rigidité, permet de choisir la quantité de pièces à usiner la plus adaptée et offre une productivité élevée (généralement 3 à 5 fois supérieure à celle des machines-outils conventionnelles).

4. L'usinage CNC, qui fait partie des équipements d'usinage à commande numérique, offre un haut degré d'automatisation et permet de réduire la pénibilité du travail. Bien que l'investissement initial dans les machines-outils CNC puisse être plus élevé que pour les machines manuelles, elles génèrent des économies substantielles à long terme. Ces machines réduisent les coûts de main-d'œuvre car elles nécessitent moins d'opérateurs pour leur fonctionnement et leur supervision. De plus, les machines CNC minimisent le gaspillage de matériaux grâce à des coupes précises et à la réduction des erreurs humaines, ce qui engendre des économies importantes de matériaux.

5.Productivité et efficacité accrues. L'un des principaux avantages des machines-outils à commande numérique (CNC) réside dans leur capacité à accroître la productivité et l'efficacité. Ces machines peuvent fonctionner 24 h/24 et 7 j/7, minimisant ainsi les temps d'arrêt et optimisant le rendement. Une fois programmées, elles peuvent réaliser des tâches complexes avec un minimum de supervision, libérant ainsi de la main-d'œuvre pour d'autres activités essentielles à la production.

Les machines-outils à commande numérique (CNC) ont inauguré une nouvelle ère de production plus efficace, plus précise et plus rentable. Grâce à leur précision, leur productivité, leur flexibilité, leurs économies de coûts et de temps, et aux compétences adéquates qu'elles offrent, les entreprises peuvent exploiter pleinement le potentiel des machines CNC et conserver un avantage concurrentiel dans le secteur manufacturier.

Chaque méthode de traitement possède sa propre séquence. Nos opérateurs doivent impérativement respecter cet ordre de traitement, sous peine de voir les produits finis affectés et de rencontrer des problèmes de qualité. L'usinage de précision en est un exemple ; l'ordre de traitement des pièces mécaniques de précision se décline alors en plusieurs types.

L'organisation du traitement des pièces de précision doit être basée sur la structure et l'état des ébauches des pièces, ainsi que sur les besoins de positionnement et de serrage, l'accent étant mis sur le fait que la rigidité de la pièce ne soit pas altérée.

• Le traitement de l'étape précédente ne doit pas affecter le positionnement et le serrage de l'étape suivante, et le processus de traitement des pièces fines générales au milieu de la croix doit également être considéré de manière globale ;
• Arrêtez d'abord la séquence de traitement de la cavité interne, puis le processus de traitement de la forme externe ;
• Le processus d'usinage avec le même positionnement, la même méthode de serrage ou le même outil est optimisé pour être enchaîné et arrêté afin de réduire le nombre de repositionnements, de changements d'outils et de déplacements du plateau. Shenzhen Machining ;
• Dans un même appareil destiné à arrêter plusieurs processus, il convient de prévoir en premier lieu le processus de traitement des dommages rigides de la pièce.

Méthode de tri par concentration d'outils : les processus sont divisés en fonction de l'outil utilisé. Toutes les pièces pouvant être réalisées avec le même outil sont usinées en priorité. La deuxième lame sert à l'usinage des autres pièces, tandis que la troisième est utilisée pour les autres. Cette méthode permet de réduire le nombre de changements d'outils, les temps d'arrêt et les erreurs de positionnement.

Méthode de tri des pièces à usiner : En fonction des caractéristiques structurelles d’un lot de pièces à usiner (forme interne, profil, surface ou plan), l’usinage est effectué par lots. On usine généralement d’abord les surfaces planes, puis les surfaces de positionnement, et enfin les trous. On usine d’abord les formes géométriques simples, puis les formes complexes. Les pièces nécessitant une précision moindre sont usinées en premier, suivies de celles exigeant une précision plus élevée.

En résumé, la technologie actuelle de traitement des pièces de machines de précision est très avancée, de haute qualité et à haute efficacité de production.

HONSCN Precision bénéficie de 20 ans d'expérience dans l'usinage CNC. Spécialisée dans l'usinage CNC, elle produit des pièces pour la quincaillerie, les machines, les équipements d'automatisation, les robots, les drones, les vélos, le matériel médical, etc. Elle figure parmi les fournisseurs de services d'usinage CNC de haute qualité. L'entreprise dispose actuellement de centaines de centres d'usinage CNC, de rectifieuses, de fraiseuses et d'équipements de contrôle de haute précision, lui permettant d'offrir à ses clients des services d'usinage de pièces détachées CNC précis et de haute qualité.

Dans le domaine de l'usinage, après la définition des méthodes et de la répartition des processus d'usinage CNC, l'objectif principal du processus est d'organiser rationnellement ces méthodes et leur séquence d'exécution. De manière générale, l'usinage CNC de pièces mécaniques comprend la découpe, le traitement thermique et des opérations auxiliaires telles que le traitement de surface, le nettoyage et le contrôle. L'ordre de ces opérations influe directement sur la qualité, l'efficacité de la production et le coût des pièces. Par conséquent, lors de la conception des parcours d'usinage CNC, l'ordre de coupe, de traitement thermique et des opérations auxiliaires doit être optimisé, et les liaisons entre elles doivent être assurées.

Outre les étapes de base mentionnées ci-dessus, des facteurs tels que le choix des matériaux, la conception des dispositifs de fixation et le choix des équipements doivent être pris en compte lors de l'élaboration d'une procédure d'usinage CNC. Le choix des matériaux influe directement sur les performances finales des pièces ; chaque matériau a ses propres exigences en matière de paramètres de coupe. La conception du dispositif de fixation affecte la stabilité et la précision des pièces lors de l’usinage. Le choix de l’équipement nécessite de déterminer le type de machine-outil adapté aux besoins de production en fonction des caractéristiques du produit.

1. La méthode de traitement des pièces de machines de précision doit être déterminée en fonction des caractéristiques de la surface. En se basant sur la connaissance des caractéristiques des différentes méthodes de traitement, la maîtrise de l'économie de traitement et de la rugosité de surface, on sélectionne la méthode qui permet de garantir la qualité du traitement, l'efficacité de la production et l'économie.

2. Sélectionnez la référence de positionnement de dessin appropriée, selon le principe de sélection de référence grossière et fine, afin de déterminer raisonnablement la référence de positionnement de chaque processus.

3, Lors de la définition du processus d'usinage des pièces, il est nécessaire de les diviser en trois étapes : ébauche, semi-finition et finition. Cette analyse doit permettre de déterminer le degré de concentration et de dispersion du processus, et d'organiser de manière optimale la séquence de traitement des surfaces. Pour les pièces complexes, plusieurs options peuvent être envisagées, et la plus pertinente sera sélectionnée après comparaison et analyse.

4. Déterminer la marge de traitement, la taille du processus et la tolérance de chaque processus.

5. Sélectionner les machines-outils et les ouvriers, les clips, les quantités, les outils de coupe. Le choix des équipements mécaniques doit garantir la qualité de l'usinage tout en étant économique et rationnel. En production de masse, on utilise généralement des machines-outils standard et des gabarits spécifiques.

6. Déterminer les exigences techniques et les méthodes de contrôle de chaque processus majeur. Dans une petite unité de production, la quantité d'usinage et le temps imparti sont généralement déterminés par l'opérateur et ne figurent généralement pas dans la fiche de processus d'usinage. En revanche, dans les unités de production de moyennes et grandes séries, afin de garantir la rationalité de la production et la régularité du rythme, la quantité d'usinage doit être spécifiée et ne doit pas être modifiée arbitrairement.

D'abord grossier, puis fin

La précision d'usinage s'améliore progressivement selon l'ordre suivant : ébauche, semi-finition, puis finition. Le tour d'ébauche permet d'enlever la majeure partie de la surépaisseur de la surface de la pièce en un temps réduit, augmentant ainsi le rendement d'enlèvement de matière et garantissant l'uniformité de cette surépaisseur. Si la surépaisseur résiduelle après l'ébauche ne satisfait pas aux exigences de finition, un tour de semi-finition est nécessaire. Le tour de finition doit garantir que le contour de la pièce est usiné conformément aux dimensions du dessin afin d'assurer la précision d'usinage.

Approchez d'abord, puis éloignez-vous.

En règle générale, les pièces proches de l'outil doivent être usinées en premier, puis les pièces plus éloignées, afin de réduire les déplacements de l'outil et les temps de va-et-vient à vide. Lors du tournage, il est avantageux de préserver la rigidité de l'ébauche ou du produit semi-fini et d'optimiser ses conditions de coupe.

Le principe d'intersection interne et externe

Pour les pièces comportant une surface intérieure (cavité interne) et une surface extérieure à usiner, il convient, lors de l'ordonnancement des opérations, d'ébaucher d'abord les deux surfaces, puis de les finir. Il est impératif de ne pas usiner une partie de la surface (intérieure ou extérieure) avant de passer à l'usinage d'une autre surface (intérieure ou extérieure).

Principe de base d'abord

Il convient de privilégier la surface servant de référence de finition. En effet, plus la surface de référence de positionnement est précise, plus l'erreur de serrage est faible. Par exemple, lors de l'usinage de pièces d'arbre, l'alésage central est généralement usiné en premier, puis la surface extérieure et la face d'extrémité sont usinées en prenant l'alésage central comme base de précision.

Le principe du premier et du second

Il convient d'usiner en premier lieu la surface de travail principale et la surface d'assemblage des pièces, afin de détecter au plus tôt les défauts présents sur la surface principale de l'ébauche. La surface secondaire peut ensuite être intercalée, en la superposant partiellement à la surface usinée principale, avant la finition finale.

Le principe de la face avant le trou

Les dimensions des pièces du boîtier et du support étant importantes, le plan est généralement usiné en premier, suivi du perçage et des autres dimensions. Cette séquence d'usinage présente l'avantage, d'une part, d'assurer un positionnement stable et fiable du plan usiné ; d'autre part, elle facilite le perçage sur le plan usiné et améliore la précision d'usinage, notamment lors du perçage, en réduisant les risques de déviation de l'axe.

Lors de la mise au point du processus d'usinage des pièces, il est nécessaire de sélectionner la méthode de traitement appropriée, l'équipement de la machine-outil, les outils de mesure de serrage, l'ébauche et les exigences techniques pour les travailleurs en fonction du type de pièces produites.

Le succès ou l'échec des opérations aérospatiales repose sur la précision et la qualité des composants utilisés. C'est pourquoi les entreprises aérospatiales ont recours à des techniques et des procédés de fabrication avancés afin de garantir que leurs composants répondent parfaitement à leurs exigences. Si de nouvelles méthodes de fabrication, telles que l'impression 3D, gagnent rapidement en popularité dans le secteur, les méthodes traditionnelles, comme l'usinage, demeurent essentielles à la production de pièces et de produits pour les applications aérospatiales. Des améliorations telles que les logiciels de FAO plus performants, les machines-outils spécifiques à chaque application, les matériaux et revêtements de pointe, ainsi que le contrôle optimisé des copeaux et l'amortissement des vibrations ont profondément transformé la fabrication des composants critiques dans le secteur aérospatial. Toutefois, un équipement sophistiqué ne suffit pas. Les fabricants doivent posséder l'expertise nécessaire pour relever les défis liés à la transformation des matériaux dans l'industrie aérospatiale.

La fabrication de pièces aérospatiales exige d'abord des matériaux répondant à des critères spécifiques. Ces pièces nécessitent généralement une résistance élevée, une faible densité, une grande stabilité thermique et une résistance à la corrosion pour supporter des conditions d'utilisation extrêmes.

Les matériaux aérospatiaux courants comprennent :

1. Alliage d'aluminium à haute résistance

Les alliages d'aluminium à haute résistance sont idéaux pour les pièces structurelles d'aéronefs en raison de leur légèreté, de leur résistance à la corrosion et de leur facilité de mise en œuvre. Par exemple, l'alliage d'aluminium 7075 est largement utilisé dans la fabrication de pièces aérospatiales.

2. alliage de titane

Les alliages de titane présentent un excellent rapport résistance/poids et sont largement utilisés dans les pièces de moteurs d'avions, les composants de fuselage et les vis.

3. Superalliage

Les superalliages conservent leur résistance et leur stabilité à haute température et conviennent aux injecteurs de moteurs, aux aubes de turbines et autres pièces soumises à de hautes températures.

4. Matériau composite

Les composites en fibre de carbone sont performants pour réduire le poids des structures, augmenter la résistance et réduire la corrosion ; ils sont couramment utilisés dans la fabrication de boîtiers pour les pièces aérospatiales et les composants de véhicules spatiaux.

Planification et conception des processus

La planification et la conception du processus sont indispensables avant l'usinage. À ce stade, il convient de définir le schéma d'usinage global en fonction des exigences de conception des pièces et des caractéristiques des matériaux. Cela inclut la définition du processus d'usinage, le choix de la machine-outil, la sélection des outils, etc. Parallèlement, il est nécessaire de réaliser une conception détaillée du processus, notamment la détermination du profil de coupe, de la profondeur de passe, de la vitesse de coupe et des autres paramètres.

processus de préparation et de découpe des matériaux

Dans le processus de fabrication de pièces aérospatiales, la première étape consiste à préparer les matériaux. Généralement, on utilise des aciers alliés à haute résistance, des aciers inoxydables, des alliages d'aluminium, etc. Une fois les matériaux préparés, on peut procéder à la découpe.

Cette étape comprend la sélection des machines-outils, telles que les machines-outils à commande numérique, les tours, les fraiseuses, etc., ainsi que celle des outils de coupe. Le processus de coupe exige un contrôle rigoureux de la vitesse d'avance, de la vitesse de coupe, de la profondeur de passe et des autres paramètres de l'outil afin de garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface des pièces.

processus d'usinage de précision

Les composants aérospatiaux sont généralement soumis à des exigences très strictes en termes de dimensions et de qualité de surface ; l’usinage de précision est donc une étape indispensable. À ce stade, il peut être nécessaire d’utiliser des procédés de haute précision tels que la rectification et l’électroérosion. L’objectif de l’usinage de précision est d’améliorer encore la précision dimensionnelle et l’état de surface des pièces, garantissant ainsi leur fiabilité et leur stabilité dans le domaine aéronautique.

Traitement thermique

Certaines pièces aérospatiales peuvent nécessiter un traitement thermique après usinage de précision. Ce traitement permet d'améliorer la dureté, la résistance et la résistance à la corrosion des pièces. Il comprend des méthodes telles que la trempe et le revenu, choisies en fonction des exigences spécifiques des pièces.

Revêtement de surface

Afin d'améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion des pièces aéronautiques, un revêtement de surface est généralement nécessaire. Les matériaux de revêtement peuvent inclure le carbure cémenté, la céramique, etc. Les revêtements de surface permettent non seulement d'améliorer les performances des pièces, mais aussi d'allonger leur durée de vie.

Assemblage et tests

Procéder à l'assemblage et au contrôle des pièces. À ce stade, les pièces doivent être assemblées conformément aux exigences de conception afin de garantir la précision de leur ajustement. Parallèlement, des tests rigoureux sont nécessaires, notamment des contrôles dimensionnels, des analyses de qualité de surface et des analyses de composition des matériaux, afin de garantir la conformité des pièces aux normes de l'industrie aéronautique.

Contrôle qualité rigoureux : Les exigences en matière de contrôle qualité des pièces aéronautiques sont très strictes, et des tests et contrôles rigoureux sont requis à chaque étape de leur traitement afin de garantir que leur qualité réponde aux normes.

Exigences de haute précision : Les composants aérospatiaux requièrent généralement une très grande précision, notamment dimensionnelle, géométrique et de surface. Par conséquent, des machines-outils et des outils de haute précision sont indispensables lors de leur fabrication afin de garantir la conformité des pièces aux spécifications.

Conception de structures complexes : les pièces aéronautiques présentent souvent des structures complexes, et il est nécessaire d’utiliser des machines-outils CNC multi-axes et d’autres équipements pour répondre aux besoins de traitement de ces structures complexes.

Résistance aux hautes températures et haute résistance mécanique : les pièces aéronautiques fonctionnent généralement dans des environnements difficiles tels que des températures et des pressions élevées ; il est donc nécessaire de choisir des matériaux résistants aux hautes températures et à haute résistance mécanique, et de procéder au traitement thermique correspondant.

De manière générale, la fabrication de pièces aérospatiales est un processus hautement technologique et exigeant en termes de précision, qui requiert des procédures opérationnelles rigoureuses et des équipements de traitement de pointe afin de garantir que la qualité et les performances des pièces finales répondent aux exigences strictes du secteur aéronautique.

Le traitement des pièces aérospatiales est complexe, principalement dans les domaines suivants :

Géométrie complexe

Les pièces aérospatiales présentent souvent des géométries complexes qui nécessitent un usinage de haute précision pour répondre aux exigences de conception.

Traitement des superalliages

La transformation des superalliages est difficile et nécessite des outils et des procédés spéciaux pour manipuler ces matériaux durs.

Grandes pièces

Les composants du vaisseau spatial sont généralement très volumineux, nécessitant de grandes machines-outils à commande numérique et des équipements de traitement spéciaux.

Contrôle de qualité

L'industrie aérospatiale est extrêmement exigeante en matière de qualité des pièces et requiert un contrôle et une inspection rigoureux de la qualité afin de garantir que chaque pièce réponde aux normes.

Dans le secteur aérospatial, la précision et la fiabilité sont essentielles. Une connaissance approfondie et une maîtrise rigoureuse des matériaux, des procédés, de la précision et des difficultés d'usinage sont indispensables à la fabrication de pièces aérospatiales de haute qualité.

Les méthodes d'usinage des trous comprennent le perçage, l'alésage, le rectification, le rectification et la finition. La série suivante présente en détail plusieurs technologies d'usinage des trous et vous aide à résoudre les problèmes rencontrés.

Le trou est une surface importante sur les pièces telles que les boîtiers, les supports, les manchons, les anneaux et les disques, et il est fréquemment rencontré lors de l'usinage. À exigences égales de précision d'usinage et de rugosité de surface, l'usinage d'un trou est plus complexe que celui d'une surface circulaire extérieure, ce qui entraîne une faible productivité et un coût élevé.

Cela s'explique par plusieurs raisons : 1) la taille de l'outil utilisé pour le perçage est limitée par celle du trou à usiner, et sa rigidité est faible, ce qui favorise les déformations et les vibrations ; 2) lors de l'usinage d'un trou avec un outil de taille fixe, la taille du trou dépend souvent directement de la taille correspondante de l'outil, et les erreurs de fabrication et l'usure de ce dernier affectent directement la précision d'usinage ; 3) lors de l'usinage de trous, la zone de coupe se situant à l'intérieur de la pièce, les conditions d'évacuation des copeaux et de dissipation de la chaleur sont médiocres, et la précision d'usinage et la qualité de surface sont difficiles à contrôler.

Forage

Le perçage est la première étape de l'usinage de trous dans les matériaux solides, et le diamètre du trou est généralement inférieur à 80 mm. Il existe deux méthodes de perçage : la rotation du foret et la rotation de la pièce. Les erreurs générées par ces deux méthodes diffèrent. Lors du perçage par rotation du foret, l'asymétrie de l'arête de coupe, la rigidité insuffisante du foret et sa déformation peuvent entraîner un défaut d'alignement de l'axe du trou, même si le diamètre intérieur reste globalement inchangé. En revanche, lors du perçage par rotation de la pièce, la déformation du foret provoque une modification du diamètre intérieur, mais l'axe du trou demeure droit.

Les forets couramment utilisés comprennent : les forets hélicoïdaux, les forets de centrage, les forets pour trous profonds, etc., dont le plus couramment utilisé est le foret hélicoïdal, dont le diamètre spécifié est de Φ0,1 à 80 mm.

En raison de limitations structurelles, la rigidité en flexion et en torsion du foret est faible, et un centrage imprécis entraîne une faible précision de perçage, généralement de l'ordre de IT13 à IT11. La rugosité de surface est également élevée, Ra étant généralement de 50 à 12,5 µm. Cependant, le taux d'enlèvement de matière est important et l'efficacité de coupe élevée. Le perçage est principalement utilisé pour l'usinage de trous peu exigeants en termes de qualité, tels que les trous de boulons, les trous taraudés, les trous de lubrification, etc. Pour les trous nécessitant une précision d'usinage et une qualité de surface élevées, il convient d'utiliser ultérieurement le réalésage, le rectification ou le perçage.

Alésage

L'alésage consiste à usiner un trou préalablement percé, coulé ou forgé à l'aide d'un foret d'alésage afin d'en agrandir le diamètre et d'améliorer sa qualité. Il peut être utilisé soit comme pré-usinage avant la finition du trou, soit comme usinage final lorsque les exigences sont faibles. Le foret d'alésage est similaire au foret hélicoïdal, mais il possède davantage de dents et est dépourvu d'arête transversale.

Comparé au perçage, l'alésage présente les caractéristiques suivantes :

(1) le nombre de dents du foret d'alésage (3 à 8 dents), bon guidage, la coupe est relativement stable ; (2) le foret d'alésage sans arête transversale, les conditions de coupe sont bonnes ;

(3) La faible surépaisseur d'usinage permet de réduire la profondeur de coupe, d'augmenter l'épaisseur du noyau et d'améliorer la résistance et la rigidité de l'outil. La précision d'alésage est généralement de l'ordre de IT11 à IT10, et la rugosité de surface Ra est de 6,3 à 12,5 µm. L'alésage est fréquemment utilisé pour le perçage de trous de petit diamètre. Lors du perçage de trous de grand diamètre (D ≥ 30 mm), on utilise souvent un foret de petit diamètre (0,5 à 0,7 fois le diamètre de l'alésage) pour le pré-perçage, puis un foret d'alésage de diamètre approprié. Cette technique permet d'améliorer la qualité d'usinage et la productivité du perçage.

Outre le perçage de trous cylindriques, les forets à aléser de formes spéciales (également appelés fraises à chanfreiner) permettent de réaliser divers trous de siège et chanfreins. La face avant de la fraise à chanfreiner est souvent munie d'un guide, guidé par un trou usiné.

L'alésage est une méthode de finition des trous largement utilisée en production. Pour les petits trous, l'alésage est une méthode d'usinage plus économique et pratique que la rectification intérieure et le perçage fin.

1. Alésoir

On distingue généralement deux types d'alésoirs : les alésoirs manuels et les alésoirs mécaniques. L'alésoir manuel possède un manche droit, une partie active plus longue et un meilleur guidage. Il existe deux versions d'alésoirs manuels : monoblocs et à diamètre extérieur réglable. L'alésoir mécanique existe également en deux versions : avec manche et avec douille. Il permet d'usiner des trous ronds, et les alésoirs coniques permettent d'usiner des trous coniques.

2. Procédé d'alésage et son application

La marge de surépaisseur a une grande influence sur la qualité de l'alésage. Une surépaisseur trop importante entraîne une charge excessive sur l'alésoir, un émoussement rapide du tranchant, une surface d'usinage difficile à obtenir et des tolérances dimensionnelles non garanties. À l'inverse, une marge trop faible ne permet pas d'éliminer les marques d'usinage précédentes et ne contribue donc pas à l'amélioration de la qualité du perçage. Généralement, la marge pour un alésage grossier est de 0,35 à 0,15 mm, et celle pour un alésage fin de 0,15 à 0,05 mm.

Pour éviter la formation de copeaux, l'alésage est généralement effectué à une vitesse de coupe réduite (v < 8 m/min pour l'acier et la fonte avec des alésoirs en acier rapide). La valeur de l'avance est liée à l'ouverture à usiner : plus l'ouverture est grande, plus l'avance est importante. L'avance d'un alésoir en acier rapide pour l'usinage de l'acier et de la fonte est généralement de 0,3 à 1 mm/tr.

L'alésage doit être refroidi, lubrifié et nettoyé avec un fluide de coupe approprié afin d'éviter l'accumulation de copeaux et de les évacuer rapidement. Comparé au meulage et au perçage, l'alésage offre une productivité supérieure et garantit plus facilement la précision du trou. Cependant, il ne permet pas de corriger les erreurs de positionnement de l'axe du trou ; la précision de positionnement doit donc être assurée par l'usinage précédent. L'alésage n'est pas adapté à l'usinage des trous étagés ni des trous borgnes.

La précision dimensionnelle de l'alésage est généralement de IT9 à IT7, et la rugosité de surface Ra est généralement de 3,2 à 0,8 µm. Pour les trous de taille moyenne nécessitant une haute précision (comme les trous de précision IT7), le procédé perçage - alésage - alésage est un schéma de traitement typique couramment utilisé en production.

L'alésage est une méthode d'usinage qui consiste à agrandir un trou préfabriqué à l'aide d'un outil de coupe. Cette opération peut être réalisée soit sur une aléseuse, soit sur un tour.

1. Méthode de forage

Il existe trois méthodes d'usinage différentes pour l'alésage.

(1) La pièce tourne et l'outil effectue un mouvement d'avance

L'alésage sur tour relève majoritairement de cette méthode. Ses caractéristiques sont les suivantes : l'axe du trou après usinage est aligné avec l'axe de rotation de la pièce ; la circularité du trou dépend principalement de la précision de rotation de la broche de la machine-outil ; et l'erreur géométrique axiale du trou dépend principalement de la précision de positionnement de l'avance de l'outil par rapport à l'axe de rotation de la pièce. Cette méthode d'alésage convient à l'usinage de trous coaxiaux sur la surface du cercle extérieur.

(2) L'outil tourne et la pièce est alimentée

La broche de l'aléseuse entraîne la rotation de l'outil d'alésage, et la table assure l'avance de la pièce à usiner.

(3) L'outil tourne et effectue un mouvement d'avance

En utilisant cette méthode d'alésage, la longueur de porte-à-faux de la barre d'alésage est modifiée, ce qui influe sur sa déformation. L'ouverture près de la poupée fixe est grande, tandis qu'elle est petite loin de celle-ci, formant ainsi un trou conique. De plus, l'augmentation de la longueur de porte-à-faux de la barre d'alésage accroît la déformation par flexion de l'arbre principal due à son propre poids, et l'axe du trou usiné subit une flexion correspondante. Cette méthode d'alésage convient uniquement à l'usinage de trous courts.

2. Forage au diamant

Comparé à l'alésage classique, l'alésage diamant se caractérise par un faible dérapage, une faible avance et une vitesse de coupe élevée. Il permet d'obtenir une grande précision d'usinage (IT7 à IT6) et une surface très lisse (Ra de 0,4 à 0,05 µm). Initialement réalisé avec des outils diamantés, l'alésage diamant est aujourd'hui couramment effectué avec des outils en carbure cémenté, en CBN et en diamant synthétique. Principalement utilisé pour l'usinage de pièces en métaux non ferreux, il peut également convenir à l'usinage de pièces en fonte et en acier.

Les paramètres de coupe couramment utilisés pour l'alésage au diamant sont les suivants : pré-alésage de 0,2 à 0,6 mm et alésage final de 0,1 mm ; la vitesse d'avance est de 0,01 à 0,14 mm/tr ; la vitesse de coupe est de 100 à 250 m/min pour le traitement de la fonte, de 150 à 300 m/min pour le traitement de l'acier et de 300 à 2 000 m/min pour le traitement des métaux non ferreux.

Afin de garantir une précision d'usinage et une qualité de surface élevées pour la machine d'alésage diamantée, cette dernière doit présenter une grande précision géométrique et une grande rigidité. L'arbre principal de la machine supporte des roulements à billes à contact oblique de précision ou des paliers lisses à pression statique, couramment utilisés. Les pièces rotatives à grande vitesse doivent être parfaitement équilibrées. De plus, le mouvement du mécanisme d'avance doit être très fluide afin de garantir un déplacement d'avance régulier à basse vitesse de la table.

L'alésage au diamant offre une excellente qualité d'usinage et une productivité élevée. Il est largement utilisé pour la finition de trous de précision dans la production en série, notamment pour les alésages de cylindres de moteurs, d'axes de pistons et d'arbres principaux de broches de machines-outils. Cependant, il est important de noter que pour l'usinage de pièces en métaux ferreux, seuls les outils en carbure cémenté (CBN) et en CBN sont compatibles. Les outils en diamant pur sont à proscrire, car la forte affinité des atomes de carbone du diamant avec les éléments du groupe du fer réduit considérablement la durée de vie de l'outil.

3. Outil d'alésage

L'outil d'alésage peut être divisé en outil d'alésage à simple arête et outil d'alésage à double arête.

4. Caractéristiques du processus d'alésage et domaine d'application

Comparé aux procédés de perçage, d'expansion et d'alésage, le diamètre de l'alésage n'est pas limité par la taille de l'outil, et l'alésage possède une forte capacité de correction d'erreur ; l'erreur de déviation de l'axe du trou d'origine peut être corrigée par plusieurs passes, et l'alésage peut maintenir une précision de position plus élevée avec la surface de positionnement.

Comparativement à l'alésage sur cercle extérieur, en raison de la faible rigidité du système de barre d'outil, de la grande déformation, de la mauvaise dissipation de la chaleur et des conditions d'évacuation des copeaux, la déformation à chaud de la pièce et de l'outil est relativement importante, et la qualité de traitement et l'efficacité de production de l'alésage ne sont pas aussi élevées que pour l'alésage sur cercle extérieur.

En résumé, l'alésage offre un large éventail de possibilités, permettant de réaliser des trous de différentes dimensions et avec différents niveaux de précision. Pour les trous et systèmes de trous de grand diamètre, exigeant une grande précision dimensionnelle et de position, l'alésage est quasiment la seule méthode d'usinage disponible. La précision d'usinage de l'alésage est de IT9 à IT7. L'alésage peut être réalisé sur des aléseuses, des tours, des fraiseuses et d'autres machines-outils, ce qui lui confère une grande flexibilité et une excellente adaptabilité, et explique sa large utilisation en production. En production de masse, l'utilisation d'un outil d'alésage est fréquente afin d'optimiser le rendement.

1. Principe et tête d'affûtage

Le rodage est une méthode de finition des alésages qui utilise une tête de rodage munie d'une pierre à aiguiser. Lors du rodage, la pièce est fixée et la tête de rodage, entraînée par la broche de la machine-outil, effectue un mouvement de va-et-vient rectiligne. La pierre à aiguiser exerce une pression sur la surface de la pièce, enlevant ainsi une couche de matière extrêmement fine. Pour éviter que le mouvement de la pierre à aiguiser ne se répète, la vitesse de rotation et la fréquence des mouvements de va-et-vient de la tête de rodage doivent être optimisées.

L'angle de coupe de la piste d'affûtage est lié à la vitesse de va-et-vient et à la vitesse de rotation de la tête d'affûtage ; sa valeur influe sur la qualité et l'efficacité de l'usinage. Afin de faciliter l'évacuation des particules abrasives et des copeaux, de réduire la température de coupe et d'améliorer la qualité d'usinage, il convient d'utiliser une quantité suffisante de fluide de coupe lors de l'affûtage.

Pour obtenir un usinage uniforme des parois du trou, la course de la barre de sablage aux deux extrémités du trou doit dépasser une section de surépaisseur. Afin de garantir une surépaisseur de rodage uniforme et de réduire l'influence des erreurs de rotation de la broche sur la précision d'usinage, on utilise généralement une liaison flottante entre la tête de rodage et la broche de la machine-outil.

Le réglage de l'expansion radiale de la tige de rectification de la tête d'affûtage présente diverses formes structurelles telles que manuelle, pneumatique et hydraulique.

2. Caractéristiques du procédé de rodage et domaine d'application

(1) Le rodage peut obtenir une précision dimensionnelle et une précision de forme plus élevées, la précision de traitement est IT7~IT6, l'erreur de rondeur et de cylindricité du trou peut être contrôlée dans la plage, mais le rodage ne peut pas améliorer la précision de position du trou à usiner.

(2) Le rodage permet d'obtenir une meilleure qualité de surface, la rugosité de surface Ra est de 0,2 à 0,25 μm, la profondeur de la couche de défaut métamorphique du métal de surface est très faible, de 2,5 à 25 μm.

(3) Comparée à la vitesse de rectification, la vitesse circulaire de la tête de rodage n'est pas élevée (vc=16~60m/min), mais en raison de la grande surface de contact entre la barre de sable et la pièce à usiner, la vitesse de va-et-vient est relativement élevée (va=8~20m/min), de sorte que le rodage a toujours une productivité élevée.

Le rodage est largement utilisé dans l'usinage des alésages de cylindres de moteurs et des alésages de précision dans divers dispositifs hydrauliques en grande série, et peut traiter des alésages profonds avec un rapport longueur/diamètre supérieur à 10. Cependant, le rodage ne convient pas au traitement des alésages sur des pièces en métaux non ferreux à forte plasticité, ni au traitement des alésages avec rainures de clavette, cannelures, etc.

1. Broach et broach

Le brochage est une méthode de finition à haut rendement, réalisée sur une machine à brocher équipée d'une broche spéciale. Il existe deux types de machines à brocher : les machines à brocher horizontales et les machines à brocher verticales ; les machines horizontales sont les plus courantes.

Le brochage utilise uniquement un mouvement linéaire à faible vitesse (mouvement principal). Le nombre de dents de la broche travaillant simultanément ne doit généralement pas être inférieur à 3, sous peine d'instabilité et de formation d'ondulations annulaires sur la surface de la pièce. Afin d'éviter une force de brochage excessive et la rupture de la broche, ce nombre ne doit pas excéder 6 à 8.

Il existe trois méthodes de brochage différentes, décrites ci-après :

(1) Brochage multicouche

Cette méthode de brochage se caractérise par l'usinage de la pièce par la broche, couche par couche. Afin de faciliter l'évacuation des copeaux, les dents de l'outil de coupe sont rectifiées avec des rainures d'évacuation entrelacées. La broche conçue selon cette méthode de brochage par couches est appelée broche ordinaire.

(2) brochage par blocs

La caractéristique de cette méthode de brochage est que chaque couche de métal sur la surface usinée est coupée par un ensemble de dents d'outil de taille sensiblement identique mais imbriquées (généralement 2 à 3 dents par ensemble). Chaque dent ne coupe qu'une partie d'une couche de métal. La broche conçue selon cette méthode est appelée broche rotative.

(3) Abordage complet

Ainsi, les avantages du brochage par couches et du brochage par blocs sont combinés. Le brochage par blocs est utilisé pour l'ébauche, tandis que le brochage par couches est employé pour la finition. De cette manière, la longueur de la broche est réduite, la productivité accrue et la qualité de surface améliorée. La broche conçue selon cette méthode de brochage intégrée est appelée broche intégrée.

2. Caractéristiques du procédé et domaine d'application du perçage par tréfilage

(1) La broche est un outil à plusieurs bords, qui peut effectuer l'ébauche, la finition et la finition du trou en une séquence en un seul coup de broche, et a une efficacité de production élevée.

(2) La précision du dessin dépend principalement de la précision de la broche ; dans des conditions normales, la précision du dessin peut atteindre IT9~IT7 et la rugosité de surface Ra peut atteindre 6,3~ 1,6 μm.

(3) Lors du traçage d'un trou, la pièce est positionnée par le trou usiné lui-même (la partie avant de la broche est l'élément de positionnement de la pièce), et le trou de traçage n'est pas facile à assurer la précision de positionnement mutuelle du trou et des autres surfaces ; Pour le traitement des pièces rotatives dont les surfaces circulaires intérieure et extérieure ont des exigences de coaxialité, il est souvent nécessaire de d'abord tracer les trous, puis de traiter les autres surfaces en utilisant les trous comme référence de positionnement.

(4) la broche peut non seulement traiter les trous ronds, mais aussi traiter les trous formés et les trous cannelés.

(5) La broche est un outil de taille fixe, de forme complexe, coûteux, non adapté au traitement de grands trous.

Le perçage par tréfilage est couramment utilisé dans de nombreuses productions de masse pour réaliser des trous sur des pièces de petite et moyenne taille d'un diamètre de 10 à 80 mm et d'une profondeur de trou ne dépassant pas 5 fois l'ouverture.

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