Méthodes d'usinage

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TOURNANT

 

Pendant le tournage, la pièce tourne pour former le mouvement de coupe principal.Lorsque l'outil se déplace le long de l'axe de rotation parallèle, les surfaces cylindriques intérieure et extérieure sont formées.L'outil se déplace le long d'une ligne oblique coupant l'axe pour former une surface conique.Sur un tour de profilage ou un tour CNC, l'outil peut être commandé pour avancer le long d'une courbe pour former une surface de révolution spécifique.À l'aide d'un outil de tournage de formage, la surface rotative peut également être usinée pendant l'avance latérale.Le tournage peut également traiter des surfaces de filetage, des plans d'extrémité et des arbres excentriques.La précision de rotation est généralement IT8-IT7 et la rugosité de surface est de 6,3 à 1,6 μm.Lors de la finition, il peut atteindre IT6-IT5 et la rugosité peut atteindre 0,4-0,1 μm.Le tournage a une productivité plus élevée, un processus de coupe plus fluide et des outils plus simples.

 

 

FRAISAGE
Le mouvement de coupe principal est la rotation de l'outil.Lors du fraisage horizontal, la formation du plan est formée par le bord sur la surface extérieure de la fraise.En fraisage en bout, le plan est formé par l'arête frontale de la fraise.L'augmentation de la vitesse de rotation de la fraise permet d'atteindre des vitesses de coupe plus élevées et donc une productivité plus élevée.Cependant, en raison de l'insertion et de la découpe des dents de la fraise, l'impact se forme et le processus de coupe est sujet aux vibrations, ce qui limite l'amélioration de la qualité de surface.Cet impact aggrave également l'usure de l'outil, ce qui conduit souvent à l'écaillage de l'insert en carbure.Au moment général où la pièce est coupée, un certain refroidissement peut être obtenu, de sorte que les conditions de dissipation de la chaleur sont meilleures.Selon le même sens ou le sens opposé de la vitesse de déplacement principale et du sens d'avance de la pièce pendant le fraisage, il est divisé en fraisage descendant et fraisage ascendant.
1. Fraisage en montée
La composante horizontale de la force de fraisage est la même que la direction d'avance de la pièce.Généralement, il y a un espace entre la vis d'alimentation de la table de la pièce et l'écrou fixe.Par conséquent, la force de coupe peut facilement faire avancer ensemble la pièce et la table, ce qui provoque une vitesse d'avance soudaine.augmenter, provoquant un couteau.Lors du fraisage de pièces à surfaces dures telles que des pièces moulées ou des pièces forgées, les dents de la fraise à enfoncer entrent d'abord en contact avec la peau dure de la pièce, ce qui aggrave l'usure de la fraise.
2. Fraisage
Il peut éviter le phénomène de mouvement qui se produit lors du fraisage descendant.Pendant le fraisage en amont, l'épaisseur de la coupe augmente progressivement à partir de zéro, de sorte que l'arête de coupe commence à subir une période de compression et de glissement sur la surface usinée durcie par coupe, accélérant l'usure de l'outil.En même temps, pendant le fraisage, la force de fraisage soulève la pièce, ce qui provoque facilement des vibrations, ce qui est l'inconvénient du fraisage.
La précision d'usinage du fraisage peut généralement atteindre IT8-IT7 et la rugosité de surface est de 6,3 à 1,6 μm.
Le fraisage ordinaire ne peut généralement traiter que des surfaces planes, et les fraises de formage peuvent également traiter des surfaces courbes fixes.La fraiseuse CNC peut utiliser un logiciel pour contrôler plusieurs axes à relier selon une certaine relation via le système CNC pour fraiser des surfaces courbes complexes.À l'heure actuelle, une fraise sphérique est généralement utilisée.Les fraiseuses CNC sont particulièrement importantes pour l'usinage de pièces aux formes complexes telles que les aubes de machines à turbine, les noyaux et les cavités de moules.

 

 

RABOTAGE
Lors du rabotage, le mouvement linéaire alternatif de l'outil est le principal mouvement de coupe.Par conséquent, la vitesse de rabotage ne peut pas être trop élevée et la productivité est faible.Le rabotage est plus stable que le fraisage et sa précision d'usinage peut généralement atteindre IT8-IT7, la rugosité de surface est Ra6.3-1.6μm, la planéité de rabotage de précision peut atteindre 0.02/1000 et la rugosité de surface est de 0.8-0.4μm.

 

 

AFFÛTAGE

 

Le meulage traite la pièce avec une meule ou d'autres outils abrasifs, et son mouvement principal est la rotation de la meule.Le processus de meulage de la meule est en fait l'effet combiné des trois actions des particules abrasives sur la surface de la pièce : couper, graver et glisser.Pendant le meulage, les particules abrasives elles-mêmes sont progressivement émoussées, ce qui aggrave l'effet de coupe et augmente la force de coupe.Lorsque la force de coupe dépasse la force de l'adhésif, les grains abrasifs ronds et ternes tombent, exposant une nouvelle couche de grains abrasifs, formant «l'auto-affûtage» de la meule.Mais les copeaux et les particules abrasives peuvent toujours obstruer la roue.Par conséquent, après un certain temps de meulage, il est nécessaire de dresser la meule avec un outil de tournage diamanté.
Lors du meulage, car il y a beaucoup de lames, le traitement est stable et de haute précision.La rectifieuse est une machine-outil de finition, la précision de meulage peut atteindre IT6-IT4 et la rugosité de surface Ra peut atteindre 1,25-0,01 μm, voire 0,1-0,008 μm.Une autre caractéristique du meulage est qu'il peut traiter des matériaux métalliques durcis.Par conséquent, il est souvent utilisé comme étape de traitement finale.Pendant le meulage, une grande quantité de chaleur est générée et une quantité suffisante de liquide de coupe est nécessaire pour le refroidissement.Selon différentes fonctions, le meulage peut également être divisé en meulage cylindrique, meulage de trous internes, meulage plat, etc.

 

 

 

FORAGE et ALÉSAGE

 

Sur une perceuse, la rotation d'un trou avec un foret est la méthode la plus courante d'usinage de trous.La précision d'usinage du perçage est faible, n'atteignant généralement que IT10, et la rugosité de surface est généralement de 12,5 à 6,3 μm.Après le perçage, l'alésage et l'alésage sont souvent utilisés pour la semi-finition et la finition.Le foret aléseur est utilisé pour l'alésage et l'outil d'alésage est utilisé pour l'alésage.La précision d'alésage est généralement IT9-IT6 et la rugosité de surface est Ra1.6-0.4μm.Lors de l'alésage et de l'alésage, le foret et l'alésoir suivent généralement l'axe du trou inférieur d'origine, ce qui ne peut pas améliorer la précision de positionnement du trou.Le perçage corrige la position du trou.L'alésage peut être effectué sur une aléseuse ou un tour.Lors de l'alésage sur une aléseuse, l'outil d'alésage est fondamentalement le même que l'outil de tournage, sauf que la pièce ne bouge pas et que l'outil d'alésage tourne.La précision d'usinage ennuyeux est généralement IT9-IT7, et la rugosité de surface est Ra6.3-0.8mm..
Tour d'alésage de forage

 

 

 

TRAITEMENT DE LA SURFACE DENTAIRE

 

Les méthodes d'usinage de la surface des dents d'engrenage peuvent être divisées en deux catégories : la méthode de formation et la méthode de génération.La machine-outil utilisée pour traiter la surface de la dent par la méthode de formage est généralement une fraiseuse ordinaire, et l'outil est une fraise de formage, qui nécessite deux mouvements de formage simples : le mouvement de rotation de l'outil et le mouvement linéaire.Les machines-outils couramment utilisées pour traiter les surfaces des dents par la méthode de génération comprennent les machines à tailler les engrenages et les machines à façonner les engrenages.

 

 

 

TRAITEMENT DE SURFACE COMPLEXE

 
L'usinage de surfaces courbes tridimensionnelles adopte principalement les méthodes de fraisage par copie et de fraisage CNC ou des méthodes de traitement spéciales (voir section 8).Le fraisage par copie doit avoir un prototype comme maître.Pendant le traitement, la tête de profilage de la rotule est toujours en contact avec la surface du prototype avec une certaine pression.Le mouvement de la tête de profilage est transformé en inductance et l'amplification de traitement contrôle le mouvement des trois axes de la fraiseuse, formant la trajectoire de la tête de coupe se déplaçant le long de la surface incurvée.Les fraises utilisent principalement des fraises sphériques avec le même rayon que la tête de profilage.L'émergence de la technologie de commande numérique fournit une méthode plus efficace pour l'usinage de surface.Lors de l'usinage sur une fraiseuse CNC ou un centre d'usinage, il est traité par une fraise à bout sphérique en fonction de la valeur de coordonnée point par point.L'avantage d'utiliser un centre d'usinage pour traiter des surfaces complexes est qu'il y a un magasin d'outils sur le centre d'usinage, équipé de dizaines d'outils.Pour l'ébauche et la finition de surfaces courbes, différents outils peuvent être utilisés pour différents rayons de courbure de surfaces concaves, et des outils appropriés peuvent également être sélectionnés.En même temps, diverses surfaces auxiliaires telles que des trous, des filetages, des rainures, etc. peuvent être usinées dans une seule installation.Cela garantit pleinement la précision relative de la position de chaque surface.

 

 

 

TRAITEMENT SPÉCIAL

 

 

La méthode de traitement spéciale fait référence à un terme général pour une série de méthodes de traitement qui sont différentes des méthodes de coupe traditionnelles et utilisent des méthodes chimiques, physiques (électricité, son, lumière, chaleur, magnétisme) ou électrochimiques pour traiter les matériaux des pièces.Ces méthodes d'usinage comprennent : l'usinage chimique (CHM), l'usinage électrochimique (ECM), l'usinage électrochimique (ECMM), l'usinage par décharge électrique (EDM), l'usinage par contact électrique (RHM), l'usinage par ultrasons (USM), l'usinage par faisceau laser (LBM), Ion Beam Usining (IBM), Electron Beam Usining (EBM), Plasma Machining (PAM), Electro-Hydraulic Machining (EHM), Abrasive Flow Machining (AFM), Abrasive Jet Machining (AJM), Liquid Jet Machining (HDM)) et divers traitements composites.

1. GED
L'EDM consiste à utiliser la haute température générée par la décharge d'étincelle instantanée entre l'électrode de l'outil et l'électrode de la pièce pour éroder le matériau de surface de la pièce afin de réaliser l'usinage.Les machines-outils EDM sont généralement composées d'une alimentation électrique à impulsions, d'un mécanisme d'alimentation automatique, d'un corps de machine-outil et d'un système de filtrage de la circulation du fluide de travail.La pièce est fixée sur la table de la machine.L'alimentation à impulsions fournit l'énergie nécessaire au traitement et ses deux pôles sont respectivement connectés à l'électrode de l'outil et à la pièce.Lorsque l'électrode de l'outil et la pièce se rapprochent dans le fluide de travail entraîné par le mécanisme d'alimentation, la tension entre les électrodes rompt l'espace pour générer une décharge par étincelle et libérer beaucoup de chaleur.Une fois que la surface de la pièce a absorbé la chaleur, elle atteint une température très élevée (supérieure à 10000 ° C) et son matériau local est gravé en raison de la fusion ou même de la gazéification, formant une minuscule fosse.Le système de filtration de circulation du fluide de travail force le fluide de travail nettoyé à passer à travers l'espace entre l'électrode de l'outil et la pièce à usiner à une certaine pression, afin d'éliminer les produits de corrosion galvanique à temps et de filtrer les produits de corrosion galvanique du fluide de travail.À la suite de décharges multiples, un grand nombre de piqûres se forment à la surface de la pièce.L'électrode-outil est continuellement abaissée sous l'entraînement du mécanisme d'alimentation et sa forme de contour est «copiée» sur la pièce (bien que le matériau de l'électrode-outil soit également érodé, sa vitesse est bien inférieure à celle du matériau de la pièce).Machine-outil EDM pour l'usinage des pièces correspondantes avec des outils à électrodes de forme spéciale
① Traitement de matériaux conducteurs durs, cassants, résistants, mous et à point de fusion élevé ;
②Traitement des matériaux semi-conducteurs et des matériaux non conducteurs ;
③ Traitez différents types de trous, de trous incurvés et de petits trous ;
④ Traitez diverses cavités incurvées en trois dimensions, telles que les matrices de forgeage, les matrices de moulage sous pression et les matrices en plastique ;
⑤Il est utilisé pour couper, couper, renforcer la surface, graver, imprimer des plaques signalétiques et des marques, etc.
Machine-outil d'électroérosion à fil pour l'usinage de pièces en forme de profil 2D avec des électrodes à fil

2. Usinage électrolytique
L'usinage électrolytique est une méthode de formation de pièces utilisant le principe électrochimique de la dissolution anodique des métaux dans les électrolytes.La pièce est connectée au pôle positif de l'alimentation CC, l'outil est connecté au pôle négatif et un petit espace (0,1 mm ~ 0,8 mm) est maintenu entre les deux pôles.L'électrolyte avec une certaine pression (0.5MPa~2.5MPa) traverse l'espace entre les deux pôles à une vitesse élevée de 15m/s~60m/s).Lorsque la cathode de l'outil est alimentée en continu vers la pièce, sur la surface de la pièce faisant face à la cathode, le matériau métallique est dissous en continu selon la forme du profil de la cathode, et les produits d'électrolyse sont emportés par l'électrolyte à grande vitesse, de sorte que la forme du profil de l'outil est "copiée" en conséquence sur la pièce.
①La tension de fonctionnement est faible et le courant de fonctionnement est important ;
② Traitez un profil ou une cavité de forme complexe en une seule fois avec un simple mouvement d'avance ;
③ Il peut traiter des matériaux difficiles à traiter ;
④ Productivité élevée, environ 5 à 10 fois celle de l'EDM ;
⑤ Il n'y a pas de force de coupe mécanique ou de chaleur de coupe pendant le traitement, ce qui convient au traitement de pièces facilement déformées ou à parois minces ;
⑥La tolérance d'usinage moyenne peut atteindre environ ± 0,1 mm ;
⑦ Il existe de nombreux équipements auxiliaires, couvrant une grande surface et un coût élevé ;
⑧L'électrolyte corrode non seulement la machine-outil, mais pollue également facilement l'environnement.L'usinage électrochimique est principalement utilisé pour le traitement des trous, des cavités, des profils complexes, des trous profonds de petit diamètre, des rayures, de l'ébavurage et de la gravure.

3. Traitement laser
Le traitement au laser de la pièce est complété par une machine de traitement au laser.Les machines de traitement au laser sont généralement composées de lasers, d'alimentations, de systèmes optiques et de systèmes mécaniques.Les lasers (lasers à semi-conducteurs et lasers à gaz couramment utilisés) convertissent l'énergie électrique en énergie lumineuse pour générer les faisceaux laser requis, qui sont focalisés par un système optique, puis irradiés sur la pièce à traiter.La pièce est fixée sur la table de travail de précision à trois coordonnées, qui est contrôlée et entraînée par le système de commande numérique pour compléter le mouvement d'alimentation requis pour le traitement.
①Aucun outil d'usinage n'est requis ;
②La densité de puissance du faisceau laser est très élevée et il peut traiter presque tous les matériaux métalliques et non métalliques difficiles à traiter.
③ Le traitement au laser est un traitement sans contact et la pièce n'est pas déformée par la force.
④La vitesse de perçage et de découpe au laser est très élevée, le matériau autour de la pièce de traitement est à peine affecté par la chaleur de coupe et la déformation thermique de la pièce est très faible.
⑤ La fente de découpe au laser est étroite et la qualité des arêtes de coupe est bonne.Le traitement au laser a été largement utilisé dans les matrices de tréfilage de fil diamanté, les roulements de pierres précieuses de montre, les peaux poreuses de poinçons divergents refroidis par air, le traitement des petits trous des buses d'injection de carburant du moteur, les aubes de moteur d'avion, etc., ainsi que la découpe de divers matériaux métalliques. et matériaux non métalliques..

4. Traitement par ultrasons
L'usinage par ultrasons est une méthode dans laquelle la face d'extrémité de l'outil vibrant avec une fréquence ultrasonique (16KHz ~ 25KHz) impacte l'abrasif en suspension dans le fluide de travail, et les particules abrasives impactent et polissent la surface de la pièce pour réaliser l'usinage de la pièce .Le générateur d'ultrasons convertit l'énergie électrique CA de fréquence de puissance en oscillation électrique de fréquence ultrasonique avec une certaine puissance de sortie, et convertit l'oscillation électrique de fréquence ultrasonore en vibration mécanique ultrasonore à travers le transducteur.~0.01mm est agrandi à 0.01~0.15mm, faisant vibrer l'outil.La face d'extrémité de l'outil impacte les particules abrasives en suspension dans le fluide de travail dans la vibration, de sorte qu'il frappe et polit en continu la surface à usiner à grande vitesse, et écrase le matériau dans la zone de traitement en particules très fines et frappe vers le bas.Bien qu'il y ait très peu de matière dans chaque coup, il y a toujours une certaine vitesse de traitement en raison de la fréquence élevée des coups.En raison du flux circulant du fluide de travail, les particules de matériau qui ont été touchées sont éliminées à temps.Au fur et à mesure de l'insertion de l'outil, sa forme est « recopiée » sur la pièce.
Lors du traitement de matériaux difficiles à couper, les vibrations ultrasonores sont souvent combinées à d'autres méthodes de traitement pour le traitement des composites, telles que le tournage par ultrasons, le meulage par ultrasons, l'usinage électrolytique par ultrasons et la découpe de fil par ultrasons.Ces méthodes de traitement composites combinent deux ou même plusieurs méthodes de traitement, qui peuvent se compléter mutuellement et améliorer considérablement l'efficacité du traitement, la précision du traitement et la qualité de surface de la pièce.

 

 

 

LE CHOIX DE LA MÉTHODE DE TRAITEMENT

 

La sélection de la méthode de traitement prend principalement en compte la forme de surface de la pièce, les exigences de précision dimensionnelle et de précision de position, les exigences de rugosité de surface, ainsi que les machines-outils, outils et autres ressources existants, le lot de production, la productivité et l'analyse économique et technique. et d'autres facteurs.
Routes d'usinage pour les surfaces typiques
1. La voie d'usinage de la surface extérieure

  • 1. Tournage grossier→semi-finition→finition :

Le cercle extérieur le plus largement utilisé, satisfaisant IT≥IT7, ▽≥0.8 peut être traité

  • 2. Tournage ébauche → Tournage semi-finition → Rectification ébauche → Rectification fine :

Utilisé pour les métaux ferreux avec des exigences de trempe IT≥IT6, ▽≥0.16.

  • 3. Tournage grossier→tournage semi-finition→tournage de finition→tournage au diamant :

Pour les métaux non ferreux, les surfaces externes qui ne conviennent pas au meulage.

  • 4. Tournage dégrossissant → semi-finition → meulage dégrossissant → meulage fin → meulage, superfinition, meulage à bande, meulage miroir ou polissage pour une finition supplémentaire sur la base de 2.

L'objectif est de réduire la rugosité et d'améliorer la précision dimensionnelle, la précision de la forme et de la position.

 

2. La voie de traitement du trou

  • 1. Percer → traction grossière → traction fine :

Il est utilisé pour le traitement du trou intérieur, du trou de clé unique et du trou de cannelure pour la production en série de pièces de manchon de disque, avec une qualité de traitement stable et une efficacité de production élevée.

  • 2. Percer→Développer→Aléser→Aléser à la main :

Il est utilisé pour le traitement de petits et moyens trous, la correction de la précision de la position avant l'alésage et l'alésage pour garantir la taille, la précision de la forme et la rugosité de la surface.

  • 3. Forage ou alésage grossier → alésage semi-finition → alésage fin → alésage flottant ou alésage au diamant

application:
1) Traitement des pores de la boîte dans la production de petits lots d'une seule pièce.
2) Traitement des trous avec des exigences de précision de positionnement élevées.
3) Le trou avec un diamètre relativement grand est supérieur à ф80mm, et il y a déjà des trous moulés ou des trous forgés sur l'ébauche.
4) Les métaux non ferreux ont un alésage au diamant pour garantir leur précision de taille, de forme et de position et les exigences de rugosité de surface

  • 4. /Perçage (alésage grossier) meulage grossier → semi-finition → meulage fin → meulage ou meulage

Application : usinage de pièces trempées ou usinage de trous avec des exigences de précision élevées.
illustrer:
1) La précision d'usinage final du trou dépend largement du niveau de l'opérateur.
2) Des méthodes de traitement spéciales sont utilisées pour le traitement de très petits trous.

 

itinéraire de traitement 3.plane

  • 1. Fraisage d'ébauche→semi-finition→finition→fraisage à grande vitesse

Couramment utilisé dans le traitement des plans, en fonction des exigences techniques de précision et de rugosité de surface de la surface traitée, le processus peut être organisé de manière flexible.

  • 2. / rabotage grossier → rabotage semi-fin → rabotage fin → rabotage, grattage ou meulage fin à la lame large

Il est largement utilisé et a une faible productivité.Il est souvent utilisé dans le traitement de surfaces étroites et longues.La disposition finale du processus dépend également des exigences techniques de la surface usinée.

  • 3. Fraisage (rabotage) → semi-finition (rabotage) → meulage grossier → meulage fin → meulage, meulage de précision, meulage à bande, polissage

La surface usinée est trempée et le processus final dépend des exigences techniques de la surface usinée.

  • 4. tirer → tirer fin

La production à grand volume a des surfaces rainurées ou étagées.

  • 5. Tournage → Tournage de semi-finition → Tournage de finition → Tournage au diamant

Usinage à plat de pièces métalliques non ferreuses.


Heure de publication : 20 août 2022