Le processus consistant à couper et à traiter des matériaux en utilisant des outils à bords vives sur un tour de travail est appelé usinage. Dans ce processus de coupe contrôlé, les matériaux sont retirés sous forme de copeaux de la surface de la pièce à usiner. Le nom de cette opération vient des copeaux enlevés et ils ressemblent beaucoup à ce dernier mot. Les principaux types d’usinage sont le perçage, le tournage, l’alésage, le taraudage et le fraisage.
Lorsqu’il n’existe pas d’autre moyen de fabriquer un produit, l’usinage est généralement préféré. Cela peut s’expliquer par des considérations économiques. Généralement, les opérations d’usinage sont utilisées dans des formes complexes et en petit nombre. Il faut beaucoup de temps pour usiner un produit particulier. Si des pièces de formes complexes doivent être usinées, une plus grande quantité de copeaux sera enlevée. Par conséquent, il serait beaucoup plus logique de choisir d’autres moyens de production moins coûteux, s’ils sont techniquement adaptés à votre cas.
Le pourcentage de déchets peut être considérablement élevé. Par exemple, lors de l’usinage de certaines pièces d’avion, près de 95 % des matériaux sont mis en copeaux. Mais il n’existe pas de méthode de production pour la fabrication de certaines pièces spécifiques.
Principaux types de méthodes d’usinage
Il existe plusieurs types de méthodes d’usinage et chacune d’entre elles a une fonction et une application différentes. Ces types comprennent des méthodes d’usinage telles que la fabrication d’arbres et de formes cylindriques, le taraudage et le perçage de trous sur un produit, l’obtention de produits finaux ayant des formes géométriques complexes comme le fraisage en cinq axes. La diversité des applications est très grande et dépend uniquement du choix de la méthode d’usinage parmi les différents types.
Processus de fraisage
Le fraisage est défini comme l’un des processus d’usinage qui coupe la pièce à usiner se déplaçant radialement en utilisant un outil de coupe cylindrique contenant plusieurs dents pointues pour la découpe sur la circonférence. Le mouvement de rotation de l’outil de coupe entre en contact avec la surface du produit en se déplaçant linéairement. Lorsqu’il se produit, le processus de fraisage commence. Il va couper le matériau de la surface.
Les pièces de travail ayant des formes géométriques complexes peuvent être facilement fraisées en utilisant une fraiseuse. Dans les applications modernes, l’intégration des fraiseuses avec un logiciel informatique permet aux producteurs de contrôler les processus de fraisage avec des méthodes de commande numérique par ordinateur (CNC). En outre, les fraiseuses à 5 axes, qui peuvent se déplacer librement sur 5 axes, sont de plus en plus populaires, jour après jour. Dans ce type de fraiseuses, aucune nouvelle tension n’est nécessaire pendant les opérations d’usinage.
Procédés de forage, d’alésage, de taraudage et de perçage
Le forage, le taraudage, l’alésage et le perçage sont des procédés d’usinage qui sont utilisés pour créer des trous sur le produit.
Processus d’alésage
L’alésage est l’un de ces procédés d’usinage effectué après le perçage des trous. Un alésoir peut être décrit comme un outil cylindrique pour la coupe, les bords périphériques de la coupe. Ces bords de coupe sont trempés et dorées. Cela leur permet d’obtenir une faible rugosité de surface et une grande précision sur la partie usinée de la surface. Pour la réalisation d’ajustements, l’alésage est l’une des méthodes les plus courantes.
Processus d’taraudage
Le taraudage est un type de processus d’usinage dans lequel un filet est appliqué à l’intérieur d’un trou percé. L’outil de coupe utilisé pour le taraudage est appelé taraud. C’est un outil de coupe en forme de croix et il est situé à l’intérieur d’une forme cylindrique imaginaire. Au point d’extrémité de cette croix, sur la circonférence, des rainures de coupe existent en forme de fil. Au fur et à mesure que la profondeur du goujon augmente, ces rainures de coupe s’approfondissent, ainsi, il n’est pas nécessaire de couper tout le fil en tournant une fois. Lorsque le taraudage est difficile en raison de la dureté du matériau, ce processus peut être réalisé en plusieurs étapes. On peut donc dire que plusieurs opérations de taraudage sont effectuées avec l’augmentation de la profondeur de la rainure après chaque taraudage.
Processus de forage
Dans ce processus d’usinage, un outil de coupe qui contient deux arêtes de coupe effectue des mouvements radiaux autour de son axe et se déplace linéairement dans une direction unidirectionnelle. Grâce à ce procédé, on obtient des trous ronds sur le produit. Lors des processus de perçage, les copeaux enlevés du matériau se déplacent vers le haut. Un autre sous-type de ce procédé est le procédé de perçage à long trou appliqué aux métaux. Le perçage profond est un autre nom de ce procédé. En utilisant un foret à long trou, il est possible de percer des trous jusqu’à 35 fois le diamètre.
Procédés de meulage, d’honage, de tournage et de rodage
Le meulage, le rodage et le rodage sont quelques-unes des opérations d’usinage qui peuvent être liées aux opérations effectuées sur la surface de la pièce.
Processus de meulage
Le meulage est l’enlèvement de matière de la surface pour obtenir une finition propre et lisse. Par exemple, dans le cas de la rectification métallique, la matière est retirée de la surface sous forme de copeaux. Par conséquent, la rugosité de la surface est réduite et la surface réfléchit la lumière de manière plus uniforme et verticale, ce qui donne à la pièce une apparence plus brillante.
Le meulage est connu comme un processus précis dans l’usinage. Dans ce processus, une meule à grain fin est utilisée. Ces grains sont très durs et cassants et chacun d’eux est comme un outil de coupe. Ces grains finiront par se décomposer en grains abrasifs aigus en forme d’aiguilles et ils poursuivront le processus. Il faut du temps pour remplacer la meule par une nouvelle, car il est difficile de l’émousser.
Processus d’honage
L’honage est connu comme l’une des pratiques d’usinage où trois meules à l’intérieur d’un trou sont pressées vers l’extérieur. Ces meules à entraînement radial sont combinées et se déplacent sur un axe vertical. Le rainurage se fait sur la surface cylindrique. Le lissage des cylindres du moteur est effectué par l’honage.
Processus de tournage
Le tournage est appliqué pour le traitement d’objets ronds. Un tour est utilisé dans le processus de tournage. Trois opérations principales sont effectuées sur le tour : le bridage, l’entraînement et le mouvement linéaire. Ce mouvement linéaire se fait dans deux directions. L’outil de coupe est déplacé d’avant en arrière autour de la pièce à usiner située au centre. Il est utilisé dans les applications de coupe concentrique.
L’objet à façonner est bridé au centre et entraînée radialement. La puissance nécessaire à l’usinage est fournie par l’objet à façonner lui-même.
Les outils de coupe sont déplacés linéairement dans deux directions pour exécuter les opérations d’usinage. Les dimensions et la forme de l’outil de coupe peuvent varier en fonction de l’application. L’utilisateur réalise le mouvement de l’outil de coupe dans deux directions. Cela est également possible grâce à un équipement électrique ou une graduation située sur le dessus de la roue motrice. Cette méthode permet d’obtenir une grande précision dans le mouvement de l’outil de coupe. En outre, ces opérations de tournage peuvent être entièrement automatisées. Un burin est disponible pour le processus d’usinage, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur.
Le centre qui se déplace linéairement est utilisé pour faire un trou au centre de l’axe. Il est réalisé d’abord par perçage, puis par dégagement. En outre, pour augmenter les niveaux de tolérance pour les travaux de coupe, un centre peut être utile pour le soutien.
Processus de rodage
Le rodage est l’un des types de processus de post-usinage. Des objets ronds sont placés entre deux disques de fonte en rotation et rainurés. Un disque est fixe tandis que l’autre tourne avec un objet sphérique à l’intérieur. Ces objets sphériques sont rodés par l’ajout de pâtes pour augmenter la pression. La rugosité et la précision de la forme sont deux paramètres importants dans le processus de rodage.
Il est possible de combiner plusieurs types d’outils de coupe. Par conséquent, la diversité des formes et une plus grande précision d’usinage peuvent être obtenues sur un tour. Les exemples suivants peuvent être donnés pour les produits tournés : brosses de roulement, treuils, arbres d’entraînement ayant un filetage et un cône en bout de vis, etc.
Conseils pour l’usinage
L’usinage est de nature compliquée, car trop de caractéristiques et de fonctions différentes s’y trouvent et elles doivent être bien coordonnées. Les facteurs cruciaux sont:
- La conception et la géométrie de l’outil
- Le matériau de l’outil de coupe
- Vitesse d’avance, profondeur de coupe, vitesse de coupe et vitesse
- Entrée de la chaleur et sélection du matériau
