Usinage conventionnel expliqué : fondamentaux, techniques et défis

L'usinage est un processus d'enlèvement de métal. Il retire du matériau et diminue la masse du matériau, c'est donc un processus soustractif. Le processus d'usinage conventionnel est également connu sous le nom de processus d'usinage traditionnel. C'est la méthode de base du processus d'enlèvement de métal qui retire du matériau et diminue la masse du métal. En raison du renfort abrasif et de la structure inhomogène, les procédés d'usinage traditionnels sont connus pour produire des produits de faible qualité. Par conséquent, l'usinage laser présente certains avantages par rapport aux technologies d'usinage traditionnelles.

Dans cet article, vous découvrirez la définition, l'application, le diagramme, les exemples, les types, le fonctionnement du processus d'usinage conventionnel. Vous apprendrez également les avantages et inconvénients de ce processus d'usinage traditionnel.

Qu'est-ce qu'un processus d'usinage conventionnel ?

Un processus d'usinage conventionnel est celui où l'usinage est effectué de manière traditionnelle, c'est-à-dire sans l'utilisation de méthodes sophistiquées. Par conséquent, cette méthode d'usinage est également connue sous le nom d'usinage traditionnel. Des outils de coupe à pointe aiguë, comme l'outil conique dans le tour pour le conage, sont employés dans cette technique pour l'usinage. Comme le matériau de l'outil de coupe est plus dur que les pièces, et que l'outil de coupe est en contact direct avec la pièce, il y a une usure accrue de l'outil. Pour l'enlèvement de matériau, l'outil de coupe est utilisé contre une pièce rotative ou fixe.

En raison du renfort abrasif et de la structure inhomogène, les procédés d'usinage traditionnels sont connus pour produire des produits de faible qualité. Par conséquent, l'usinage laser présente plusieurs avantages par rapport aux technologies d'usinage traditionnelles. Des exemples d'usinage conventionnel incluent les tours, fraiseuses, perceuses verticales, rectifieuses, etc.

Le moulage de composants avec des canaux de conformité est difficile à produire en utilisant l'usinage traditionnel. Les canaux sont construits en utilisant le fraisage et le perçage dans une configuration aussi proche que possible du système conforme, pour assurer un refroidissement rapide et uniforme, ainsi que les avantages d'un temps de cycle court et d'une bonne qualité de pièce plastique. Cependant, comme les canaux percés sont droits et incapables de courber la surface de moulage uniformément, le nombre de canaux est réduit pour le même volume de moule en raison de contraintes géométriques, et une certaine réduction des performances de refroidissement est à prévoir. Les canaux créés représentent une première étape vers l'obtention d'un système de refroidissement « pur », qui n'est concevable qu'avec les technologies de fabrication additive sous cette forme.

Applications

Comme il existe différents types de processus d'usinage conventionnel avec diverses opérations, leurs applications varient. Les plus couramment utilisées incluent :

• Moletage, tournage, dressage, filetage, opérations coniques sur tour
• Lissage de surface sur fraiseuse
• Perçage de trous dans une pièce à l'aide d'une perceuse
• Surfaçage, rainure de clavette interne et externe sur une raboteuse

Diagramme d'un processus d'usinage traditionnel :

Composants du processus d'usinage conventionnel

Les processus d'usinage traditionnels diffèrent dans leurs caractéristiques de construction. Cependant, les éléments suivants sont les éléments de base des machines conventionnelles :

• Dispositif de maintien de la pièce
• Dispositif de maintien de l'outil
• Mécanisme de mouvement de la pièce
• Mécanisme de mouvement de l'outil
• Structure de support

Dispositif de maintien de la pièce :

Les dispositifs de maintien de pièce sont utilisés pour localiser, soutenir et sécuriser les pièces pendant l'usinage, le soudage et les activités d'assemblage. Mandrins, pinces, étaux, montages et dispositifs sont tous des dispositifs de maintien de pièce courants. Dans une large gamme d'applications, ces dispositifs typiques sont employés pour la majorité du maintien de pièce. C'est un composant critique de divers processus de fabrication. Pour une production de pièces efficace, sûre et de haute qualité, des opérateurs sachant utiliser les divers dispositifs de maintien de pièce sont nécessaires. Lorsqu'ils sont utilisés correctement, ils augmentent la vitesse de production tout en améliorant la tolérance et la finition de la pièce.

Dispositif de maintien de l'outil :

Une machine est maintenue en position par un porte-outil, qui est un composant d'usinage. Il vise à maintenir l'outil aussi précis et fermement en position que possible car même une légère augmentation du faux-rond pourrait ruiner votre travail ou casser votre outil de coupe. Le faux-rond et l'équilibrage de différents types de porte-outils varient. Il y a aussi une différence dans leur longévité et leur durabilité.

Mécanisme de mouvement de la pièce :

C'est un système dans la machine qui fournit de l'énergie au mécanisme qui contrôle la pièce. C'est souvent un mouvement rotatif électrique converti en tout type de mouvement.

Mécanisme de mouvement de l'outil :

C'est un système dans une machine-outil qui contrôle les outils pendant l'opération.

Structure de support :

La partie sur la machine supporte toute la charge de l'outil machine traditionnel.

Types de processus d'usinage traditionnels et leurs opérations

Voici les différents types de processus d'usinage conventionnel et leurs opérations :

Tour :

Le tournage est une méthode d'usinage dans laquelle la pièce est tournée tandis que les outils de coupe se déplacent sur elle sur un tour. Pour faire des coupes avec une profondeur et une largeur exactes, les outils de coupe se déplacent le long de deux axes de mouvement. Les tours manuels traditionnels et les tours à commande numérique par ordinateur (CNC) automatisés sont les deux types de tours disponibles.

Rectifieuse

La rectification est une technique pour enlever de petites quantités de matériau des surfaces planes et cylindriques. Les rectifieuses planes font avancer la pièce depuis une table vers une meule dans un mouvement alternatif. La profondeur de coupe de la meule est normalement comprise entre 0,00025 et 0,001 pouce. Les rectifieuses cylindriques font tourner la pièce tout en appliquant la périphérie d'une meule abrasive rotative sur celle-ci. La rectification sans centre est une technique pour la production en série de petites pièces dans laquelle la surface rectifiée n'a de lien avec aucune autre surface qu'elle-même.

Fraiseuse

Contrairement aux processus de tournage, où l'outil ne tourne pas, le fraisage enlève du matériau à l'aide de fraises rotatives. Les pièces sont positionnées sur des tables mobiles dans les fraiseuses traditionnelles. Les outils de coupe sont stationnaires sur ces machines, tandis que la table déplace le matériau pour effectuer les coupes désirées. Les tables et les outils de coupe sont tous deux des composants mobiles sur d'autres fraiseuses.

Raboteuse :

Le raboutage est généralement utilisé pour fraiser de grandes surfaces planes, en particulier celles qui seront raclées, comme les chemins d'outils machines. De petites pièces groupées dans un montage sont également raboutées économiquement.

Perceuse à colonne

Le perçage utilise des forets pour générer des trous cylindriques dans des matériaux solides ; c'est l'une des techniques d'usinage les plus essentielles car les trous créés sont généralement utilisés pour faciliter l'assemblage. Les perceuses à colonne sont fréquemment employées ; cependant, les tours peuvent également être utilisés. Le perçage est une étape préparatoire dans la plupart des opérations de fabrication pour produire des trous finis, qui sont ensuite taraudés, alésoirs, alésés, etc. pour générer des trous filetés ou amener les dimensions des trous dans des tolérances acceptables. En raison de la flexibilité du foret et de sa tendance à chercher le chemin de moindre résistance, les forets couperont fréquemment des trous plus grands que leur taille nominale et des trous qui ne sont pas toujours droits ou ronds. Par conséquent, le perçage est fréquemment spécifié sous-dimensionné et suivi d'un processus d'usinage pour amener le trou à sa taille finale.

Principe de fonctionnement

Tous les usinages conventionnels fonctionnent sur le même principe, comme illustré ci-dessous : le brut et l'outil de coupe sont correctement installés (dans des montages) et déplacés dans une machine-outil puissante qui permet l'enlèvement progressif de couches de matériau de la surface de travail, résultant en les dimensions et la finition de surface souhaitées. De plus, un environnement de lubrification et de refroidissement connu sous le nom de fluide de coupe est couramment utilisé pour faciliter l'usinage.

Fonctions de base des machines-outils

En usinant la pièce avec des outils de coupe, les machines-outils produisent des surfaces géométriques telles que planes, cylindriques ou tout contour sur des bruts préparés.

Les fonctions physiques d'une machine-outil en usinage sont les suivantes :

• Transmettre les mouvements à l'outil et au brut en serrant fermement le brut et l'outil
• Contrôler les paramètres d'usinage, tels que la vitesse, l'avance et la profondeur de coupe
• Fournir de la puissance au couple outil-pièce pour l'action d'usinage

Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur le processus d'outil machine conventionnel :

Avantages et inconvénients du processus d'usinage conventionnel

Avantages

Voici les avantages d'un processus d'usinage traditionnel dans ses diverses applications :

• Différents matériaux peuvent être usinés
• L'équipement peut être facilement mis en place
• Coût en capital moindre
• Méthode de base de l'usinage

Inconvénients

Malgré les avantages du processus d'usinage traditionnel, certaines limitations persistent. Voici les inconvénients des processus d'usinage conventionnel dans leurs diverses applications :

• Moins de finition de surface est produite
• Les formes complexes ne peuvent pas être usinées
• L'usure de l'outil se produit fréquemment
• Faible précision dimensionnelle
• Opérations bruyantes entraînant une pollution sonore
• La lubrification est nécessaire

Conclusion

Un processus d'usinage traditionnel est un processus conventionnel qui n'utilise aucune méthode sophistiquée. C'est un processus d'enlèvement de métal. Il retire du matériau et diminue la masse du matériau, c'est donc un processus soustractif. Ceci conclut cet article, où la définition, l'application, le diagramme, les exemples, les types, le fonctionnement d'un processus d'usinage conventionnel ont été discutés. Vous avez également appris les avantages et inconvénients de ce processus d'usinage traditionnel.

J'espère que vous avez beaucoup appris de la lecture. Si c'est le cas, partagez avec d'autres étudiants. Merci de votre lecture, à bientôt !