Influence de la tolérance d'usinage sur la précision d'usinage

Avec l'amélioration continue des exigences de qualité pour les produits usinés, les gens ont investi beaucoup de temps et d'énergie dans l'exploration de méthodes et de mesures pour améliorer la qualité du produit, mais ils ont ignoré l'impact de l'allocation d'usinage sur la qualité du produit dans le processus d'usinage, et croient que le fait d'avoir seulement une allocation dans le processus n'aura pas beaucoup d'impact sur la qualité du produit. Dans le processus d'usinage réel des produits mécaniques, on constate que la tolérance d'usinage des pièces affecte directement la qualité du produit.

Si la surépaisseur d'usinage est trop petite, il est difficile d'éliminer les erreurs résiduelles de forme et de position et les défauts de surface dans le processus précédent. Si l'allocation est trop importante, cela augmentera non seulement la charge de travail de l'usinage, mais augmentera également la consommation de matériaux, d'outils et d'énergie. Ce qui est plus grave, c'est que la chaleur générée par la coupe d'une grande quantité de surépaisseur d'usinage pendant le processus d'usinage déformera les pièces, augmentera la difficulté d'usinage des pièces et affectera la qualité du produit. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler strictement la surépaisseur d'usinage des pièces.

Concept O f M usinage A allocation

La surépaisseur d'usinage fait référence à l'épaisseur de la couche de métal coupée de la surface usinée lors de l'usinage. La surépaisseur d'usinage peut être divisée en surépaisseur d'usinage de processus et en surépaisseur d'usinage totale. La tolérance d'usinage de processus fait référence à l'épaisseur de la couche métallique retirée d'une surface en un seul processus, qui dépend de la différence entre les dimensions des processus adjacents avant et après le processus. La tolérance d'usinage totale fait référence à l'épaisseur totale de la couche de métal retirée d'une certaine surface pendant tout le processus d'usinage de la pièce, de l'ébauche au produit fini, c'est-à-dire la différence entre la taille de l'ébauche sur la même surface et la taille de la pièce. La surépaisseur d'usinage totale est égale à la somme des surépaisseurs d'usinage de chaque processus.

Parce qu'il y a des erreurs inévitables dans la fabrication des ébauches et les dimensions de chaque processus, la surépaisseur d'usinage totale et la surépaisseur d'usinage du processus sont des valeurs variables, ce qui donne la surépaisseur d'usinage minimale et la surépaisseur d'usinage maximale. La plage de variation de la surépaisseur d'usinage process (différence entre la quantité d'usinage maximum et la surépaisseur d'usinage minimum) est égale à la somme des tolérances dimensionnelles de l'usinage précédent et de l'usinage en cours. La zone de tolérance de la cote de process est généralement spécifiée dans le sens d'entrée des pièces. Pour les pièces d'arbre, la dimension de base est la dimension de processus maximale, tandis que pour les trous, il s'agit de la dimension de processus minimale.

Influence de la tolérance d'usinage sur la précision d'usinage

1. Influence d'une surépaisseur d'usinage excessive sur la précision d'usinage

Les pièces doivent générer de la chaleur de coupe dans le processus d'usinage. Une partie de cette chaleur de coupe est évacuée par la limaille de fer et le fluide de coupe, une partie est transférée à l'outil et une autre est transférée à la pièce pour élever la température des pièces. La température est étroitement liée à la surépaisseur d'usinage. Si la tolérance d'usinage est importante, le temps d'usinage grossier deviendra inévitablement plus long et la quantité de coupe sera également augmentée de manière appropriée, ce qui entraînera une augmentation continue de la chaleur de coupe et de la température de la pièce. Le plus grand dommage causé par l'échauffement des pièces est la déformation des pièces, en particulier pour les matériaux sensibles aux changements de température (comme l'acier inoxydable). De plus, ce type de déformation thermique traverse tout le processus de traitement, augmentant la difficulté de traitement et affectant la qualité du produit.

Par exemple, lors de l'usinage de pièces d'arbre minces telles que des tiges filetées, le degré de liberté dans le sens de la longueur est limité en raison de la méthode d'usinage un contre un. À ce moment, si la température de la pièce est trop élevée, une dilatation thermique se produira. Lorsque l'extension de la direction de la longueur est bloquée, la pièce à usiner produira inévitablement une déformation en flexion sous l'influence de la contrainte, ce qui posera de gros problèmes au traitement ultérieur. Après chauffage, la pièce est pliée et déformée. À ce stade, si le traitement se poursuit, la partie saillante sera traitée jusqu'au produit fini. Après refroidissement à température normale, la pièce subira une déformation inverse sous l'action d'une contrainte, entraînant des erreurs de forme et de position et affectant la qualité. Après expansion dans la direction du diamètre, la partie augmentée sera coupée, et une cylindricité et une erreur dimensionnelle se produiront après le refroidissement de la pièce. Lors du meulage de vis de précision, la déformation thermique de la pièce entraînera également une erreur de pas.

2. Influence d'une surépaisseur d'usinage trop faible sur la précision d'usinage

La surépaisseur d'usinage des pièces ne doit être ni trop grande ni trop petite. Si la surépaisseur d'usinage est trop petite, la tolérance géométrique résiduelle et les défauts de surface du processus précédent ne peuvent pas être éliminés, ce qui affecte la qualité du produit. Afin d'assurer la qualité d'usinage des pièces, la surépaisseur minimale d'usinage laissée dans chaque processus doit répondre aux exigences de base du processus précédent.

Pour différentes pièces et différents processus, les valeurs et les formes des erreurs ci-dessus sont également différentes. Il doit être traité différemment lors de la détermination de la surépaisseur d'usinage. Par exemple, l'arbre mince est facile à plier et à déformer, et l'erreur linéaire du jeu de barres a dépassé la plage de tolérance de la dimension du diamètre. La tolérance d'usinage du processus doit être augmentée de manière appropriée. Pour le processus d'usinage avec un alésoir flottant et d'autres outils pour localiser la surface d'usinage elle-même, l'influence de l'erreur d'installation E peut être ignorée et la tolérance d'usinage du processus peut être réduite en conséquence. Pour certains procédés de finition principalement utilisés pour réduire la rugosité de surface, la taille de la surépaisseur d'usinage est uniquement liée à la rugosité de surface H.

Sélection raisonnable de la tolérance d'usinage

1. Principes de surépaisseur d'usinage des pièces

La sélection de la tolérance d'usinage est étroitement liée au matériau, à la taille, au degré de précision et à la méthode d'usinage utilisée par la pièce, qui doivent être déterminés en fonction de la situation spécifique. Les principes suivants doivent être suivis lors de la détermination de la surépaisseur d'usinage des pièces :

(1) La tolérance d'usinage minimale doit être utilisée pour raccourcir le temps d'usinage et réduire le coût d'usinage des pièces.

(2) Une surépaisseur d'usinage suffisante doit être réservée, en particulier pour le processus final. La surépaisseur d'usinage doit garantir la précision et la rugosité de surface spécifiées sur le dessin.

(3) Lors de la détermination de la tolérance d'usinage, la déformation causée par le traitement thermique des pièces doit être prise en compte, sinon des rebuts peuvent être générés.

(4) Lors de la détermination de la surépaisseur d'usinage, la méthode et l'équipement d'usinage ainsi que la déformation possible lors de l'usinage doivent être pris en compte.

(5) La taille des pièces usinées doit être prise en compte lors de la détermination de la surépaisseur d'usinage. Plus la pièce est grande, plus la surépaisseur d'usinage est importante. À mesure que la taille de la pièce augmente, la possibilité de déformation causée par la force de coupe et les contraintes internes augmentera également.

2 méthode de détermination de la surépaisseur d'usinage

2.1 méthode d'estimation empirique

La méthode d'estimation de l'expérience est couramment utilisée dans la pratique de la production. Il s'agit d'une méthode permettant de déterminer la tolérance d'usinage en fonction de l'expérience de conception du personnel de traitement ou d'une comparaison avec des pièces similaires. Par exemple, la tolérance d'usinage de la mèche de gouvernail, de l'axe de gouvernail, de l'arbre intermédiaire et de l'arbre de poupe des navires en construction est déterminée en fonction de l'expérience de conception des techniciens depuis de nombreuses années. Compte tenu de l'importance de la pièce et de l'influence de facteurs tels qu'un grand volume et une grande contrainte de forgeage à blanc, une tolérance de tournage semi-fin de 6 mm est réservée après le tournage grossier, une tolérance de tournage fin de 3 mm est réservée après le tournage semi-fin et 1 mm la surépaisseur de meulage est réservée au tournage fin. Afin d'empêcher la production de rebut en raison d'une surépaisseur d'usinage insuffisante, la surépaisseur d'usinage estimée par la méthode d'estimation empirique est généralement trop grande. Cette méthode est souvent utilisée dans la production de pièces uniques et de petits lots.

Méthode de correction de recherche de table 2.2

La méthode de correction de table de consultation est une méthode pour déterminer la tolérance d'usinage basée sur les données relatives à la tolérance d'usinage accumulées dans la pratique de production et la recherche expérimentale et révisées en combinaison avec les conditions d'usinage réelles. Cette méthode est largement utilisée. Voir Tableau 1 et Tableau 2 pour les tolérances d'usinage des pièces de roulement après tournage dégrossissant et tournage fin et meulage.

2.3 méthode d'analyse et de calcul

La méthode d'analyse et de calcul est une méthode pour déterminer la tolérance d'usinage en analysant et en calculant de manière exhaustive divers facteurs affectant la tolérance d'usinage en fonction des données de test et de la formule de calcul. La surépaisseur d'usinage déterminée par cette méthode est précise, économique et raisonnable, mais elle nécessite d'accumuler des données complètes. Ce n'est pas aussi simple et intuitif que les deux méthodes ci-dessus, donc cette méthode est rarement utilisée à l'heure actuelle.

Résumé

Dans la production proprement dite, les méthodes de fabrication de nombreuses pièces sont temporairement déterminées, telles que :le manchon en acier inoxydable coulé par centrifugation est soudé après avoir été laminé par une tôle d'acier; Le couvercle d'extrémité du refroidisseur, la base du moteur et les pièces de ponçage de la boîte de vitesses doivent être remplacés par des pièces de soudage. Il existe de nombreux facteurs incertains dans le processus de fabrication de ces pièces, et son erreur de forme est difficile à prévoir. Par conséquent, les trois méthodes de détermination de la tolérance d'usinage présentées dans cet article ne s'appliquent pas à la détermination de la tolérance d'usinage de telles pièces et ne peuvent être maîtrisées de manière flexible que dans le processus de fabrication réel.