Par rapport au traitement des surfaces externes, les conditions de traitement des trous sont bien pires et il est plus difficile de traiter des trous que de traiter des cercles externes. C'est parce que :
1) La taille de l'outil utilisé pour l'usinage des trous est limitée par la taille du trou à usiner et la rigidité est mauvaise, ce qui est sujet à la déformation par flexion et aux vibrations ;
2) Lors de l'usinage d'un trou avec un outil de taille fixe, la taille du trou est souvent directement déterminée par la taille correspondante de l'outil, et l'erreur de fabrication et l'usure de l'outil affecteront directement la précision d'usinage du trou ;
3) Lors de l'usinage de trous, la zone de coupe se trouve à l'intérieur de la pièce, les conditions d'élimination des copeaux et de dissipation thermique sont mauvaises et la précision de l'usinage et la qualité de la surface ne sont pas faciles à contrôler.
1. Perçage et alésage
1. forage
Le perçage est le premier processus d'usinage de trous dans des matériaux solides, et le diamètre des trous est généralement inférieur à 80 mm. Il existe deux manières de percer : l’une est la rotation de la perceuse ; l'autre est la rotation de la pièce. Les erreurs générées par les deux méthodes de forage ci-dessus sont différentes. Dans la méthode de perçage avec foret en rotation, lorsque le foret est dévié en raison de l'asymétrie du tranchant et de la rigidité insuffisante du foret, la ligne centrale du trou usiné sera inclinée ou déformée. Ce n'est pas droit, mais le diamètre du trou est fondamentalement inchangé ; au contraire, dans la méthode de perçage dans laquelle la pièce est tournée, la déviation du foret entraînera une modification du diamètre du trou, tandis que la ligne centrale du trou est toujours droite.
Les outils de forage couramment utilisés comprennent : le foret hélicoïdal, le foret central, le foret pour trous profonds, etc. Parmi eux, le plus couramment utilisé est le foret hélicoïdal, dont la spécification de diamètre est Image.
En raison de limitations structurelles, la rigidité à la flexion et la rigidité à la torsion du foret sont toutes deux faibles, associées à un mauvais centrage, la précision du perçage est faible, n'atteignant généralement qu'IT13 ~ IT11 ; la rugosité de la surface est également importante et Ra est généralement compris entre 50 et 12,5 μm ; mais le taux d'enlèvement de métal du perçage est important et l'efficacité de coupe est élevée. Le perçage est principalement utilisé pour traiter des trous ayant des exigences de qualité faibles, tels que des trous de boulons, des trous à fond fileté, des trous d'huile, etc. Pour les trous avec une précision d'usinage élevée et des exigences de qualité de surface élevées, ils doivent être obtenus par alésage, alésage, perçage ou meulage. usinage ultérieur.
2. Alésage
L'alésage est l'une des méthodes de finition des trous, largement utilisée en production. Pour les trous plus petits, l'alésage est une méthode plus économique et plus pratique que le meulage interne et l'alésage fin.
1. Alésoir
Les alésoirs sont généralement divisés en deux types : les alésoirs manuels et les alésoirs mécaniques. La poignée de l'alésoir manuel est une poignée droite, la partie travaillante est plus longue et la fonction de guidage est meilleure. L'alésoir manuel possède deux structures de type intégral et un diamètre extérieur réglable. Il existe deux types d'alésoirs machines, le type à tige et le type à manchon. Les alésoirs peuvent non seulement traiter des trous circulaires, mais également des trous coniques peuvent être traités avec des alésoirs coniques.
2. Technologie d'alésage et son application
La surépaisseur d'alésage a une grande influence sur la qualité de l'alésage. Si la tolérance est trop grande, la charge de l'alésoir est importante, le tranchant s'émousse rapidement, il n'est pas facile d'obtenir une surface usinée lisse et la tolérance dimensionnelle n'est pas facile à garantir ; si la tolérance est trop petite, si les marques d'outils laissées par le processus précédent ne peuvent pas être supprimées, cela n'améliorera naturellement pas la qualité du traitement des trous. Généralement, la marge brute de la charnière est de 0,35 à 0,15 mm et la charnière fine est de 01,5 à 0,05 mm.
Pour éviter la formation d'arêtes rapportées, l'alésage est généralement effectué à des vitesses de coupe inférieures (v < 8 m/min pour les alésoirs en acier rapide pour l'acier et la fonte). La valeur de l'avance est liée à l'ouverture à traiter. Plus l'ouverture est grande, plus la valeur de l'alimentation est grande. Lorsque l'alésoir en acier rapide traite l'acier et la fonte, l'avance est généralement de 0,3 à 1 mm/r.
Lors de l'alésage des trous, il doit être refroidi, lubrifié et nettoyé avec un liquide de coupe approprié pour éviter l'accumulation de bords et éliminer les copeaux à temps. Comparé au meulage et à l'alésage, l'alésage a une productivité élevée et permet de garantir facilement la précision du trou ; cependant, l'alésage ne peut pas corriger l'erreur de position de l'axe du trou et la précision de la position du trou doit être garantie par le processus précédent. Les trous étagés et les trous borgnes ne conviennent pas à l'alésage.
La précision dimensionnelle du trou d'alésage est généralement IT9~IT7 et la rugosité de surface Ra est généralement de 3,2~0,8. Pour les trous de taille moyenne avec des exigences de précision élevées (tels que les trous de précision de niveau IT7), le processus de perçage-expansion-alésage est un schéma de traitement typique couramment utilisé en production.
3. Ennuyeux
L'alésage est une méthode de traitement qui utilise des outils de coupe pour agrandir des trous préfabriqués. Les travaux d'alésage peuvent être effectués sur une aléseuse ou un tour.
1. Méthode d'alésage
Il existe trois méthodes d'usinage différentes pour l'alésage.
1) La pièce tourne et l’outil avance. La plupart des alésages sur le tour appartiennent à cette méthode d'alésage. Les caractéristiques du processus sont les suivantes : la ligne d'axe du trou après l'usinage est cohérente avec l'axe de rotation de la pièce, la rondeur du trou dépend principalement de la précision de rotation de la broche de la machine-outil et l'erreur de géométrie axiale du trou dépend principalement sur le sens d'avance de l'outil par rapport à l'axe de rotation de la pièce. précision du positionnement. Cette méthode de perçage convient au traitement de trous qui ont des exigences de coaxialité avec la surface extérieure.
2) L'outil tourne et la pièce effectue un mouvement d'alimentation. La broche de l'aléseuse entraîne la rotation de l'outil d'alésage et la table de travail entraîne la pièce à effectuer un mouvement d'alimentation.
3) Lorsque l'outil tourne et effectue un mouvement d'alimentation, ce type de méthode d'alésage est utilisé pour l'alésage. La longueur du porte-à-faux de la barre d'alésage est modifiée, ainsi que la force et la déformation de la barre d'alésage. Le diamètre du trou est petit, formant un trou conique. De plus, la longueur du porte-à-faux de la barre d'alésage augmente et la déformation par flexion de l'arbre principal due à son propre poids augmente également, et l'axe du trou usiné sera plié en conséquence. Cette méthode de perçage ne convient que pour les trous courts.
2. Forage au diamant
Comparé à l'alésage ordinaire, l'alésage au diamant se caractérise par une faible quantité de contre-coupe, une faible avance et une vitesse de coupe élevée. Il peut obtenir une précision d'usinage élevée (IT7~IT6) et une surface très lisse (Ra est de 0,4~ 0,05). L'alésage au diamant était à l'origine traité avec des outils d'alésage diamantés, et maintenant il est généralement traité avec des outils en carbure cémenté, en CBN et en diamant synthétique. Principalement utilisé pour le traitement de pièces en métaux non ferreux, mais également pour le traitement de la fonte et de l'acier.
Les quantités de coupe couramment utilisées pour l'alésage au diamant sont : la quantité de pré-alésage en arrière est de 0,2 à 0,6 mm et l'alésage final est de 0,1 mm ; la vitesse d'alimentation est de 0,01 à 0,14 mm/r ; la vitesse de coupe est de 100~250 m/min lors de l'usinage de la fonte, et l'usinage de 150~300 m/min pour l'acier, de 300~2000 m/min pour le traitement des métaux non ferreux.
Afin de garantir que l'alésage au diamant puisse atteindre une précision d'usinage et une qualité de surface élevées, la machine-outil (aléseuse au diamant) utilisée doit avoir une précision géométrique et une rigidité élevées. L'arbre principal de la machine-outil est généralement soutenu par des roulements à billes à contact oblique de précision ou des roulements coulissants hydrostatiques, ainsi que par des pièces rotatives à grande vitesse. Il doit être précisément équilibré ; de plus, le mouvement du mécanisme d'alimentation doit être très stable pour garantir que la table de travail puisse effectuer un mouvement d'alimentation stable et à faible vitesse.
L'alésage au diamant a une bonne qualité de traitement et une efficacité de production élevée, et est largement utilisé dans le traitement final des trous de précision dans la production de masse, tels que les trous de cylindre de moteur, les trous d'axe de piston et les trous de broche sur les boîtes de broches de machines-outils. Cependant, il convient de noter que lors de l'utilisation de l'alésage au diamant pour traiter des produits en métaux ferreux, seuls les outils d'alésage en carbure cémenté et CBN peuvent être utilisés, et les outils d'alésage en diamant ne peuvent pas être utilisés, car les atomes de carbone du diamant ont une grande affinité. avec des éléments du groupe de fer. , la durée de vie de l'outil est faible.
3. Outil d'alésage
Les outils d'alésage peuvent être divisés en outils d'alésage à un seul tranchant et en outils d'alésage à double tranchant.
4. Caractéristiques technologiques et domaine d'application de l'alésage
Comparé au processus de perçage-expansion-alésage, le diamètre du trou n'est pas limité par la taille de l'outil et l'alésage a une forte capacité de correction d'erreur. Les surfaces d'alésage et de positionnement maintiennent une précision de positionnement élevée.
Par rapport au cercle extérieur du trou d'alésage, en raison de la mauvaise rigidité et de la déformation importante du système porte-outil, les conditions de dissipation thermique et d'élimination des copeaux ne sont pas bonnes et la déformation thermique de la pièce et de l'outil est relativement importante. La qualité d'usinage et l'efficacité de production du trou d'alésage ne sont pas aussi élevées que celles du cercle extérieur. .
Sur la base de l'analyse ci-dessus, on peut voir que l'alésage a une large plage de traitement et peut traiter des trous de différentes tailles et différents niveaux de précision. Pour les trous et les systèmes de trous présentant de grands diamètres et des exigences élevées en matière de précision dimensionnelle et de positionnement, l'alésage est presque le seul traitement. méthode. La précision d'usinage de l'alésage est IT9~IT7 et la rugosité de surface Ra est . L'alésage peut être réalisé sur des machines-outils telles que des aléseuses, des tours et des fraiseuses. Il présente les avantages de la flexibilité et est largement utilisé en production. Dans la production de masse dePièces d'usinage CNC, afin d'améliorer l'efficacité de l'alésage, des matrices d'alésage sont souvent utilisées.
4. affûter les trous
1. Principe d'affûtage et tête d'affûtage
L'affûtage est une méthode de finition d'un trou avec une tête d'affûtage avec un bâton de meulage (pierre à aiguiser). Pendant le rodage, la pièce est fixe et la tête de rodage est entraînée par la broche de la machine pour tourner et effectuer un mouvement linéaire alternatif. Dans le processus d'affûtage, la barre de meulage agit sur la surface de la pièce avec une certaine pression et coupe une très fine couche de matériau de la surface de la pièce, et la trajectoire de coupe est un maillage croisé. Afin que la trajectoire de mouvement des grains abrasifs de la barre de sable ne se répète pas, les tours par minute du mouvement de rotation de la tête d'affûtage et le nombre de coups alternatifs par minute de la tête d'affûtage doivent être des nombres premiers les uns des autres.
L'angle d'intersection Image de la piste d'affûtage est lié à la vitesse alternative Image et à la vitesse périphérique Image de la tête d'affûtage. La taille de l'angle de l'image affecte la qualité du traitement et l'efficacité du rodage. Généralement, Image ° est utilisé pour le rodage grossier et Image ° est utilisé pour le rodage fin. Afin de faciliter l'évacuation des particules et copeaux abrasifs brisés, de réduire la température de coupe et d'améliorer la qualité du traitement, une quantité suffisante de liquide de coupe doit être utilisée pendant le rodage.
Afin que la paroi du trou soit traitée uniformément, la course de la barre de sable doit dépasser une quantité de dépassement aux deux extrémités du trou. Afin de garantir une surépaisseur d'affûtage uniforme et de réduire l'influence de l'erreur de rotation de la broche de la machine-outil sur la précision de l'usinage, la plupart des têtes d'affûtage et des broches de la machine-outil sont reliées par flottement.
Le réglage de l'expansion et de la contraction radiales de la barre de meulage de la tête d'affûtage a diverses formes structurelles telles que manuelles, pneumatiques et hydrauliques.
2. Les caractéristiques du processus et la gamme d'applications du rodage
1) Le rodage peut obtenir une précision dimensionnelle et une précision de forme élevées. La précision d'usinage est IT7~IT6. Les erreurs de rondeur et de cylindricité des trous peuvent être contrôlées dans la plage de , mais l'affûtage ne peut pas améliorer la précision de position duPièces usinées CNC'trous.
2) Le rodage peut obtenir une qualité de surface plus élevée, la rugosité de surface Ra est l'image et la profondeur de la couche de défaut métamorphique du métal de surface est extrêmement petite (Image).
3) Par rapport à la vitesse de meulage, bien que la vitesse périphérique de la tête d'affûtage ne soit pas élevée (vc = 16 ~ 60 m/min), mais en raison de la grande zone de contact entre la barre de sable et la pièce, la vitesse alternative est relativement élevée (va=8~20 m/min). min), donc l'affûtage a toujours une productivité élevée.
Le rodage est largement utilisé dans l’usinage des trous de cylindres de moteur et des trous de précision dans divers dispositifs hydrauliques en production de masse. Cependant, l'affûtage ne convient pas au traitement des trous sur des pièces en métaux non ferreux présentant une grande plasticité, ni au traitement des trous avec des rainures de clavette, des trous cannelés, etc.
5. Tirez le trou
1. Brochage et brochage
Le brochage de trous est une méthode de finition très productive qui est réalisée sur une machine à brocher avec une broche spéciale. Il existe deux types de lit de brochage : le lit de brochage horizontal et le lit de brochage vertical, le lit de brochage horizontal étant le plus courant.
Lors du brochage, la broche effectue uniquement un mouvement linéaire à faible vitesse (mouvement principal). Le nombre de dents de la broche travaillant en même temps ne doit généralement pas être inférieur à 3, sinon la broche ne fonctionnera pas correctement et il est facile de produire des ondulations annulaires sur la surface de la pièce. Afin d'éviter que la broche ne se brise en raison d'une force de brochage excessive, lorsque la broche fonctionne, le nombre de dents de travail ne doit généralement pas dépasser 6 à 8.
Il existe trois méthodes de brochage différentes, décrites comme suit :
(1) Brochage en couches La caractéristique de cette méthode de brochage est que la broche coupe la surépaisseur d'usinage de la pièce couche par couche de manière séquentielle. Afin de faciliter le bris des copeaux, les dents de la fraise sont rectifiées avec des rainures de séparation des copeaux décalées. La broche conçue selon la méthode du brochage en couches est appelée broche ordinaire.
(2) Brochage en bloc Cette méthode de brochage est caractérisée en ce que chaque couche de métal sur la surface usinée est constituée d'un groupe de dents avec fondamentalement la même taille mais des dents décalées (généralement chaque groupe est constitué de 2-3 dents)) retirées. Chaque dent ne coupe qu’une partie d’une couche de métal. La broche conçue selon la méthode de brochage en bloc est appelée broche à meule.
(3) Brochage global Cette méthode concentre les avantages du brochage en couches et segmenté. La partie rugueuse de la dent adopte un brochage segmenté et la partie fine de la dent adopte un brochage en couches. De cette manière, la longueur de la broche peut être raccourcie, la productivité peut être améliorée et une meilleure qualité de surface peut être obtenue. La broche conçue selon la méthode du brochage global est appelée broche globale.
2. Caractéristiques du processus et champ d'application de l'extraction de trous
1) La broche est un outil multi-lames, qui peut réaliser séquentiellement l'ébauche, la finition et la finition du trou en un seul coup de brochage, avec une efficacité de production élevée.
2) La précision du brochage dépend principalement de la précision de la broche. Dans des conditions normales, la précision de brochage peut atteindre IT9~IT7 et la rugosité de surface Ra peut atteindre 6,3~1,6 μm.
3) Lors du tirage 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 il n'est pas facile d'assurer la précision de position mutuelle du trou et des autres surfaces ; Lors du traitement des pièces de carrosserie, les trous sont souvent dessinés en premier, puis d'autres surfaces sont usinées en utilisant les trous comme référence de positionnement.
4) La broche peut non seulement traiter des trous ronds, mais également former des trous et des trous cannelés.
5) La broche est un outil de taille fixe, de forme complexe et de prix élevé, qui ne convient pas au traitement de grands trous.
Les trous de forage sont couramment utilisés dans la production de masse pour traiter des trous traversants sur des pièces de petite et moyenne taille d'un diamètre de Ф10 ~ 80 mm et d'une profondeur de trou ne dépassant pas 5 fois le diamètre du trou.
Heure de publication : 26 septembre 2022