Usinage de précision des métaux : guide complet pour une fabrication exacte

Technologie de l'usinage de précision

L'usinage de précision crée des formes précises et des finitions lisses. Ces surfaces fonctionnelles aident les bobines et pistons à glisser dans les alésages, permettent aux corps d'accepter des pièces rotatives comme les arbres et broches, et assurent un montage précis et un assemblage répétable.

La précision en usinage simplifie l'assemblage et permet la maintenabilité. Dans l'assemblage, elle élimine la finition manuelle autrement nécessaire pour faire fonctionner les pièces ensemble, économisant ainsi temps et argent. Elle permet également de remplacer les pièces lorsqu'elles s'usent. Une compréhension de ce qui est impliqué aidera les décisions de conception qui optimisent la fonction et le coût des pièces.

Les principaux procédés d'usinage

Les principaux procédés d'usinage sont le tournage, pour produire des formes cylindriques, le fraisage, pour produire des surfaces planes, et le perçage, qui crée des trous. Ceux-ci peuvent être suivis de procédés plus spécialisés comme le rectifage, le rodage et le filetage. Voici un aperçu de chacun.

Tournage

En tournage, la pièce tourne et est usinée par un outil de coupe à pointe unique amené contre la surface. L'outil peut être déplacé parallèlement à l'axe de la pièce, auquel cas il réduit le diamètre de la pièce, ou sur la face d'extrémité, où il réduit la longueur de la pièce.

Les matériaux en barres cylindriques et pièces similaires sont souvent tournés entre pointes. Cela fait référence à leur maintien sur des pointes à chaque extrémité. Cela résulte en une haute concentricité entre les régions de diamètres différents.

L'alternative est de maintenir la pièce dans un mandrin. Cela serre la pièce entre les mors. Le serrage en mandrin est utilisé lorsque la pièce n'est pas ronde – barre hexagonale par exemple – et particulièrement lorsque les pièces moulées ont besoin d'une caractéristique ronde tournée.

Fraisage

Le fraisage est où la pièce, souvent une pièce moulée, est fixée en place et le métal est enlevé par des dents rotatives montées sur une fraise. (Parfois une fraise à goujures est utilisée. Cela ressemble à un foret épais avec une extrémité plate.)

Le fraisage produit des surfaces planes avec un motif tourbillonnaire distinctif créé à mesure que les dents avancent. Il est utilisé sur des pièces comme les corps et couvercles où des surfaces planes sont nécessaires pour le montage et l'étanchéité.

Le fraisage peut créer des poches dans le matériau massif. Cela peut être lent et coûteux, donc pour la production en quantité, il est presque toujours plus économique de mouler la pièce et de fraiser pour les dimensions finales et la finition de surface.

Perçage

Un foret hélicoïdal est en fait une fraise avec deux dents. Celles-ci tournent autour d'un axe central et chacune enlève du matériau pour former un trou. Les goujures courant le long des côtés du foret extraient le métal qui a été enlevé.

Le perçage peut être effectué sur des machines de perçage dédiées. Pour la production en quantité, et pour réduire la variabilité résultant du déplacement de la pièce entre machines, il est plus courant de percer sur une fraiseuse. Un exemple serait la face plate d'un couvercle de pompe qui a besoin d'être fraisée à plat et puis percée pour les vis de fixation.

Rectifage

En rectifage, une meule abrasive rotative enlève de petits volumes de matériau. Cela produit des surfaces plus lisses et des formes plus précises : les cylindres et arbres sont plus vrais et les surfaces planes sont plus planes. Le rectifage est effectué sur des machines très rigides, ce qui résulte en une haute précision mais les rend aussi coûteuses.

Rodage

Ce processus de type rectifage est effectué sur les alésages de cylindres. Il enlève très peu de matière mais améliore la rondeur et laisse une texture de surface croisée spécifique. Cela retient l'huile, le rendant presque essentiel où les pistons ou segments de piston glisseront sur la surface.

Filetage

Le filetage est le processus de coupe de filets dans des trous percés. Il est fait avec une fraise qui a un filet autour du périmètre pour reproduire la forme requise. La synchronisation du taux d'avance et de la rotation résulte en un filet avec le pas requis.

Pour la production à faible volume, le filetage peut être fait sur une machine de perçage dédiée. Il est plus couramment effectué sur un centre d'usinage ou fraiseuse CNC où le fait de ne pas enlever et re-serrer la pièce améliore la précision.

Les filets externes, comme pourraient être nécessaires sur le bout d'un arbre, peuvent être produits par tournage ou rectifage. Le rectifage produit une surface plus lisse mais nécessite une meule abrasive avec la forme de filet découpée.

Livraison de pièces métalliques de précision

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