Considérations techniques relatives à l'usinage de précision des composants d'arbre
Les composants d'arbres de précision sont des pièces courantes, généralement des corps rotatifs dont la longueur est supérieure au diamètre. Ils sont largement utilisés dans divers équipements d'automatisation pour supporter les composants de transmission, transmettre le couple et supporter les charges. Shenzhen PANS Technology Co., Ltd. est une entreprise leader spécialisée dans l'usinage sur mesure et la production en série de composants d'arbres de haute précision. Forts de nombreuses années d'expérience dans l'usinage d'arbres de précision, nous détaillerons plusieurs points techniques clés à prendre en compte lors du processus d'usinage, en nous concentrant sur le pré-usinage, les parcours d'usinage, les méthodes de bridage et les références de positionnement.
1. Pré-usinage des composants d'arbre (Préparation)
Avant d'usiner le diamètre extérieur des composants d'arbre, il est essentiel de réaliser des opérations préliminaires, appelées pré-usinage. L'étape préparatoire la plus critique est le redressage, car l'ébauche subit souvent des déformations lors de la fabrication, du transport et du stockage. Afin de garantir un bridage fiable et une répartition uniforme des surépaisseurs d'usinage, l'ébauche doit être redressée à froid à l'aide de presses ou de redresseuses, ce qui permet d'atteindre la précision d'usinage souhaitée.
2. Parcours d'usinage de base pour les composants d'arbre (Sélection du processus)
Les principales surfaces à usiner sur les composants d'arbre sont le diamètre extérieur et diverses surfaces spéciales. Par conséquent, les méthodes d'usinage appropriées doivent être sélectionnées en fonction des différents niveaux de précision et des exigences de rugosité de surface. Les principaux procédés d'usinage peuvent être résumés comme suit :
a. Du dégrossissage à la finition, puis à l'usinage de finition, il s'agit du processus principal d'usinage du diamètre extérieur des composants d'arbres fabriqués à partir de matériaux courants.
b. Du tournage d'ébauche au tournage de semi-finition, suivi du tournage de finition et du tournage diamant. Ce procédé est spécifiquement conçu pour l'usinage des métaux non ferreux, qui ont généralement une dureté plus faible et peuvent obstruer les pores entre les grains abrasifs. Par conséquent, la rectification peut ne pas permettre d'atteindre la rugosité de surface requise, ce qui nécessite le recours au tournage de finition et au tournage diamant.
c. Du tournage d'ébauche au tournage de semi-finition, puis à la rectification d'ébauche, et enfin à la rectification de finition. Ce procédé est optimal pour les métaux ferreux exigeant une haute précision, une faible rugosité de surface et un traitement thermique, la rectification étant l'étape d'usinage complémentaire idéale.
d. Pour les opérations de finition, cette voie est couramment utilisée pour les matériaux ferreux qui ont été trempés, nécessitant une grande précision et de faibles valeurs de rugosité de surface.
3. Méthodes de serrage des composants d'arbre (Préparation à l'usinage)
L'usinage de bouchons et de mandrins coniques exige une grande précision. Les alésages centraux servent non seulement de repères de positionnement pour leur fabrication, mais aussi de référence pour l'usinage de précision des diamètres extérieurs des arbres creux. Il est essentiel de garantir une coaxialité parfaite entre les surfaces coniques des bouchons ou mandrins et les alésages centraux.
Lors du choix des méthodes de serrage, il est essentiel de minimiser le nombre de montages des bouchons coniques afin de réduire les erreurs de montage répétées. En pratique, les bouchons coniques ne sont généralement ni retirés ni remplacés pendant l'usinage, jusqu'à son achèvement.
4. Références de positionnement pour l'usinage des composants d'arbre (Processus d'usinage)
a. Utilisation du trou central de la pièce comme référence de positionnement. Lors de l'usinage de composants d'arbre, la coaxialité des surfaces extérieures, des alésages coniques et des surfaces filetées, ainsi que la perpendicularité des faces d'extrémité par rapport à l'axe de rotation, garantissent la précision de positionnement. Ces surfaces sont généralement conçues en fonction de l'axe de rotation, et le positionnement par rapport au trou central repose sur le principe de superposition des références.
Le trou central sert non seulement de repère de positionnement lors du tournage, mais aussi pour d'autres opérations d'usinage et de contrôle, conformément au principe des repères unifiés. L'utilisation de deux trous centraux pour le positionnement permet d'usiner plusieurs diamètres extérieurs et faces d'extrémité en une seule opération de serrage.
b. Utilisation des deux surfaces de diamètre extérieur comme références de positionnement. Lors de l'usinage de l'alésage intérieur d'un arbre creux, l'alésage central ne peut servir de référence de positionnement ; il convient donc d'utiliser les surfaces de diamètre extérieur de l'arbre. Lors de l'usinage des arbres de broche de machine, les deux collets de support sont souvent utilisés comme références de positionnement, garantissant ainsi la coaxialité de l'alésage conique par rapport aux collets et éliminant les erreurs dues à un mauvais alignement des références.
c. Utilisation du diamètre extérieur et du trou central comme repères de positionnement. Cette méthode permet de surmonter efficacement les problèmes de rigidité liés au positionnement par trou central, notamment lors de l'usinage de pièces lourdes, car ce positionnement peut engendrer une instabilité lors du bridage et limiter la profondeur de passe. L'utilisation du diamètre extérieur et du trou central comme repères atténue ce problème. Lors de l'ébauche, l'utilisation de la surface du diamètre extérieur et du trou central comme repères de positionnement permet un couple de coupe plus élevé, ce qui en fait la méthode de positionnement la plus courante pour les composants d'arbres.
d. Utilisation d'un bouchon conique percé en son centre comme repère de positionnement. Cette méthode est couramment employée pour l'usinage de la surface extérieure des arbres creux.
L'analyse ci-dessus nous permet d'éviter et de prévenir efficacement les problèmes courants rencontrés lors de l'usinage de composants d'arbres, garantissant ainsi une efficacité et une précision optimales. Shenzhen PANS Technology a investi dans plusieurs tours automatiques à commande numérique (CNC) de type suisse, offrant de nombreux avantages pour l'usinage de précision des composants d'arbres. La structure unique de ces tours assure une précision et une coaxialité optimales des arbres longs, tout en permettant le fraisage latéral et le fraisage transversal en une seule opération de serrage, une capacité absente des tours CNC conventionnels.
