La connaissance de l'usinage de trous est très complète et doit être lue par les robots !

Par rapport à l'usinage de surface des cercles extérieurs, les conditions d'usinage des trous sont bien pires et l'usinage des trous est plus difficile que l'usinage des cercles extérieurs. Ceci est dû au fait:
1) La taille de l'outil utilisé pour l'usinage des trous est limitée par la taille du trou usiné, ce qui entraîne une mauvaise rigidité et une déformation et une vibration faciles par flexion ;
2) Lors de l'utilisation d'outils de coupe de taille fixe pour traiter des trous, la taille du trou dépend souvent directement de 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 et les conditions d'élimination des copeaux et de dissipation thermique sont mauvaises, ce qui rend difficile le contrôle de la précision de l'usinage et de la qualité de la surface.
1, perçage et alésage
1. Forage
Le perçage est le premier procédé d'usinage de trous sur des matériaux solides, avec un diamètre de perçage généralement inférieur à 80 mm. Il existe deux façons de percer : la première consiste à faire tourner le foret ; Un autre type est la rotation de la pièce. Les erreurs générées par les deux méthodes de forage ci-dessus ne sont pas les mêmes. Dans la méthode de perçage consistant à faire tourner le foret, lorsque le tranchant est asymétrique et que le foret n'est pas assez rigide, la ligne centrale du trou traité sera inclinée ou non droite, mais l'ouverture restera fondamentalement inchangée ; Au contraire, dans la méthode de perçage consistant à faire tourner la pièce, la déviation du foret entraînera une modification de l'ouverture, tandis que la ligne médiane du trou reste droite.
Les outils de forage couramment utilisés comprennent : le foret Fried Dough Twists, le foret central, le foret pour trous profonds, etc., dont le plus couramment utilisé est le foret Fried Dough Twists, dont la spécification de diamètre est Φ 0.1 ~ Φ 80 mm. .
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, ce qui entraîne une faible précision dans le traitement du perçage, n'atteignant généralement que IT13 à IT11 ; La rugosité de surface est également relativement élevée, avec Ra allant généralement de 50 à 12,5 µM ; Mais le taux d'enlèvement de métal du perçage est élevé 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 qui nécessitent une précision d'usinage et une qualité de surface élevées, ils doivent être réalisés par alésage, alésage, alésage ou meulage. lors des usinages ultérieurs.
2. Expansion des trous
L'agrandissement d'un trou est le traitement ultérieur d'un trou qui a déjà été percé, coulé ou forgé à l'aide d'un foret expansible, afin d'agrandir l'ouverture et d'améliorer la qualité d'usinage du trou. L'agrandissement d'un trou peut être utilisé comme pré-traitement avant un usinage de précision, ou comme traitement final d'un trou avec de faibles exigences. L'alésoir est similaire au foret Fried Dough Twists, mais il a plus de dents et pas de bord transversal.
Par rapport au forage, l’agrandissement d’un trou présente les caractéristiques suivantes :
(1) Le forage expansible a un grand nombre de dents (3-8 dents), un bon guidage et une coupe stable ;
(2) Le foret d'alésage n'a pas de bord horizontal et a de bonnes conditions de coupe ;
(3) La surépaisseur d'usinage est petite, la rainure des copeaux peut être rendue moins profonde, la carotte peut être rendue plus épaisse et le corps de l'outil a une meilleure résistance et rigidité. La précision de l'usinage par expansion des trous est généralement de niveau IT11~IT10 et la rugosité de surface Ra est de 12,5~6,3. Les trous expansibles sont couramment utilisés pour usiner des diamètres inférieurs à un trou de Φ 100 mm. Lors du perçage de trous d'un diamètre plus grand (D supérieur ou égal à 30 mm), il est courant de pré-percer avec un petit foret (d'un diamètre de 0,5-0,7 fois l'ouverture), puis d'utiliser un alésoir de taille correspondante pour agrandir le trou. Cela peut améliorer la qualité d'usinage et l'efficacité de la production du trou.
En plus de pouvoir traiter des trous cylindriques, divers forets de forme spéciale (également appelés spot facers) peuvent être utilisés pour traiter divers trous de siège fraisés et faces d'extrémité plates. L'extrémité avant du spot facer est souvent équipée d'une colonne de guidage guidée par un trou usiné.
2, alésage des trous
L'alésage est l'une des méthodes d'usinage de précision des trous, largement utilisée en production. Pour les trous plus petits, l'alésage est une méthode d'usinage plus économique et plus pratique que la rectification du cercle intérieur et l'alésage de précision.
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, avec une partie de travail plus longue et un meilleur effet de guidage. L'alésoir manuel a deux structures : diamètre extérieur intégré et réglable. Il existe deux types d'alésoirs machines : ceux avec poignées et ceux avec manchons. Les alésoirs peuvent non seulement traiter des trous circulaires, mais des alésoirs coniques peuvent également être utilisés pour traiter des trous coniques.
2. Processus d'alésage et son application
La tolérance d'alésage a un impact significatif sur la qualité de l'alésage. Si la tolérance est trop importante, la charge sur l'alésoir sera élevée et le tranchant sera rapidement émoussé, ce qui rendra difficile l'obtention d'une surface d'usinage lisse et garantira les tolérances dimensionnelles ; La marge est trop petite pour éliminer les marques de couteau laissées par le processus précédent, ce qui n'a naturellement aucun effet sur l'amélioration de la qualité du traitement des trous. La tolérance générale pour la charnière brute est de 0,35-0,15 mm, et la tolérance pour la charnière fine est de 01,5-0,05 mm.
Pour éviter la formation de dépôts de copeaux, l'alésage est généralement effectué à une vitesse de coupe inférieure (lors de l'utilisation d'alésoirs en acier rapide pour traiter l'acier et la fonte, v<8m/min). The value of feed rate is related to the aperture being processed. The larger the aperture, the larger the feed rate value. When high-speed steel reamers process steel and cast iron, the feed rate is usually set to 0.3-1mm/r.
Lors de l'alésage, un fluide de coupe approprié doit être utilisé pour le refroidissement, la lubrification et le nettoyage afin d'éviter la formation de dépôts de copeaux et d'éliminer les copeaux en temps opportun. Comparé au meulage et à l'alésage, l'alésage a une productivité plus élevée et il est plus facile de garantir 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 assurée par le processus précédent. L'alésage des trous ne convient pas au traitement des trous étagés et des trous borgnes.
La précision de la taille du trou de charnière est généralement de niveau IT9-IT7 et la rugosité de surface Ra est généralement de 3.2-0.8. Pour les trous ayant des exigences de taille moyenne et de haute précision (tels que les trous de précision de niveau IT7), le processus de perçage de charnière expansive est un schéma d'usinage typique couramment utilisé en production.
3, trous de forage
L'alésage est une méthode d'usinage qui utilise des outils de coupe pour agrandir des trous préfabriqués. Les travaux d'alésage peuvent être effectués aussi bien sur une aléseuse que sur un tour.
1. Méthode d'alésage
Il existe trois méthodes de traitement différentes pour percer des trous.
1) La rotation de la pièce et le mouvement d'avance de l'outil dans les trous de perçage sur un tour appartiennent principalement à ce type de méthode de perçage. Les caractéristiques du processus sont les suivantes : l'axe du trou traité est cohérent 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 forme géométrique axiale du trou dépend principalement de la précision de position de la direction d'avance de l'outil par rapport à l'axe de rotation de la pièce. Cette méthode d'alésage convient à l'usinage de trous ayant des exigences de coaxialité sur la surface extérieure.
2) L'outil tourne et la pièce se déplace en avance. La broche de l'aléseuse entraîne la rotation de l'outil d'alésage et la table de travail entraîne le déplacement de la pièce en avance.
3) L'outil tourne et effectue un mouvement d'avance en utilisant cette méthode d'alésage. La longueur en surplomb de la barre d'alésage change et la force de déformation de la barre d'alésage change également. L'ouverture près de la boîte à broches est plus grande, tandis que l'ouverture éloignée de la boîte à broches est plus petite, formant un trou conique. De plus, à mesure que la longueur en porte-à-faux de la barre d'alésage augmente, la déformation par flexion de la broche provoquée par son propre poids augmente également, et l'axe du trou usiné produira une flexion correspondante. Cette méthode de perçage ne convient que pour le traitement de trous plus courts.
2. Forage au diamant
Par rapport à l'alésage général, les caractéristiques de l'alésage au diamant sont une faible quantité de coupe arrière, une faible vitesse d'avance, une vitesse de coupe élevée et il peut atteindre une précision d'usinage élevée (IT{{0}}IT6) et une surface très lisse (Ra est 0.4-0.05). L'alésage au diamant était à l'origine traité avec des fraises à aléser au diamant, mais il est désormais généralement traité avec des outils de coupe en alliage dur, en CBN et en diamant artificiel. Principalement utilisé pour le traitement de pièces en métaux non ferreux, il peut également être utilisé pour le traitement de pièces en fonte et en acier.
Les paramètres de coupe couramment utilisés pour l'alésage au diamant sont : un pré-alésage en retour de {{0}}.2-0,6 mm et un alésage final de 0,1 mm ; La vitesse d'avance est de 0,01~0,14 mm/r ; La vitesse de coupe pour le traitement de la fonte est de 100-250 m/min, pour le traitement de l'acier, elle est de 150-300 m/min et pour le traitement des métaux non ferreux, elle est de 300-2000 m/min.
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. Le support de broche de la machine-outil utilise généralement des roulements à billes à contact oblique de précision ou des roulements coulissants hydrostatiques, et les pièces rotatives à grande vitesse doivent être équilibrées avec précision ; De plus, le mouvement du mécanisme d'alimentation doit être très fluide pour garantir que l'établi puisse effectuer un mouvement d'alimentation fluide à basse vitesse.
L'alésage au diamant a une bonne qualité d'usinage et une efficacité de production élevée, et est largement utilisé dans l'usinage final de trous de précision dans la production à grande échelle, 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 métal noir, seules les fraises à aléser en alliage dur et CBN peuvent être utilisées, et les fraises à aléser en diamant ne peuvent pas être utilisées en raison de l'affinité entre les atomes de carbone du groupe diamant et fer. Les éléments sont élevés et la durée de vie de l'outil est faible.
3. Fraise à aléser
Les fraises à aléser peuvent être divisées en fraises à aléser à un seul tranchant et en fraises à aléser à double tranchant.
4. Caractéristiques du processus et champ d'application des trous de forage
Par rapport au processus de perçage de charnière à expansion, la taille de l'ouverture du trou de forage n'est pas limitée par la taille de l'outil, et le trou de forage a une forte capacité de correction d'erreur. Il peut corriger l'erreur de déviation de l'axe du trou d'origine grâce à plusieurs passes d'outil et peut maintenir une précision de positionnement élevée entre le trou de perçage et la surface de positionnement.
Par rapport au cercle extérieur du tour, en raison de la faible rigidité et de la déformation importante du système de barre d'outils, 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 du tour.
Sur la base de l'analyse ci-dessus, on peut conclure que le forage a une large plage de traitement et peut traiter des trous de différentes tailles et niveaux de précision. Pour les trous et les systèmes de trous avec des ouvertures plus grandes et des exigences plus élevées en matière de taille et de précision de positionnement, l'alésage est presque la seule méthode de traitement. La précision d'usinage des trous de perçage est de niveaux IT9 à IT7, et la rugosité de surface Ra l'est. L'alésage peut être effectué sur des aléseuses, des tours, des fraiseuses et d'autres machines-outils, avec les avantages de flexibilité et de flexibilité, et est largement utilisé dans la production. Dans la production de masse, les matrices d'alésage sont souvent utilisées pour améliorer l'efficacité de l'alésage.
4, trou d'affûtage
1. Principe d'affûtage et tête d'affûtage
Le rodage est une méthode de polissage de trous utilisant une tête de rodage avec une bande abrasive (pierre à huile). Pendant l'affûtage, la pièce reste stationnaire et la tête d'affûtage est entraînée par la broche de la machine-outil pour tourner et effectuer un mouvement linéaire alternatif. Lors du traitement d'affûtage, la bande de meulage agit sur la surface de la pièce avec une certaine pression, coupant une couche extrêmement fine de matériau de la surface de la pièce, et sa trajectoire de coupe est un motif à mailles croisées. Pour garantir que la trajectoire de mouvement des particules abrasives du barreau de sable ne se répète pas, le nombre de tours par minute du mouvement de rotation de la tête d'affûtage doit être premier au nombre de coups alternatifs par minute de la tête d'affûtage.
L'image d'angle transversal de la trajectoire d'affûtage est liée à l'image de la vitesse alternative et à l'image de la vitesse circonférentielle de la tête d'affûtage. La taille de l'angle de l'image affecte la qualité de l'usinage et l'efficacité du rodage. Généralement, l'image est prise en tant que degré pour un affûtage grossier et degré pour un affûtage fin. Afin de faciliter l'évacuation des particules et copeaux abrasifs brisés, de réduire la température de coupe et d'améliorer la qualité de l'usinage, une quantité suffisante de liquide de coupe doit être utilisée pendant le rodage.
Pour garantir un usinage uniforme des parois du trou, la course du banc de sable doit dépasser une certaine distance aux deux extrémités du trou. Pour garantir une surépaisseur d'affûtage uniforme et réduire l'impact de l'erreur de rotation de la broche sur la précision de l'usinage, des connexions flottantes sont principalement utilisées entre la tête d'affûtage et la broche de la machine-outil.
Il existe diverses formes structurelles pour l'ajustement de l'expansion et de la contraction radiales de la bande de meulage de la tête d'affûtage, notamment manuelles, pneumatiques et hydrauliques.
2. Les caractéristiques du processus et le champ d'application du rodage
1) L'affûtage peut atteindre une précision dimensionnelle et de forme élevée, avec une précision d'usinage allant de IT7 à IT6. Les erreurs de rondeur et de cylindricité du trou peuvent être contrôlées dans une certaine plage, mais l'affûtage ne peut pas améliorer la précision de position du trou traité.
2) L'affûtage permet d'obtenir une qualité de surface élevée, avec une rugosité de surface Ra comme indiqué sur l'image. La profondeur de la couche de défaut métamorphique du métal superficiel est extrêmement faible (comme le montre l'image).
3) Par rapport à la vitesse de meulage, bien que la vitesse circonférentielle de la tête d'affûtage ne soit pas élevée (VC=16-60m/min), en raison de la grande zone de contact entre la bande de sable et la pièce, la vitesse alternative est relativement élevé (VA=8-20m/min), donc l'affûtage a toujours une productivité plus élevée.
Le rodage est largement utilisé dans la production à grande échelle pour l’usinage de trous de précision dans les trous de cylindres de moteurs et divers dispositifs hydrauliques. La plage d'ouverture est généralement ou plus grande, et des trous profonds ayant un rapport longueur/diamètre supérieur à 10 peuvent être usinés. Cependant, le rodage ne convient pas à l'usinage de trous sur des pièces en métaux non ferreux à haute plasticité, ni à l'usinage de trous avec rainures de clavette, trous cannelés, etc.
5, tirant des trous
1. Brochage et brochage
L'extraction de trous est une méthode d'usinage de précision à haute productivité qui est réalisée à l'aide d'une broche spécialement conçue sur une machine à brocher. Il existe deux types de machines à brocher : horizontales et verticales, les machines à brocher horizontales étant les plus courantes.
Lors du brochage, l'outil de coupe effectue uniquement un mouvement linéaire à faible vitesse (mouvement principal). Le nombre de dents sur lesquelles l'outil de coupe doit travailler en même temps ne doit généralement pas être inférieur à 3, sinon l'outil de coupe ne fonctionnera pas correctement et pourrait produire des ondulations circulaires sur la surface de la pièce. Afin d'éviter une force de coupe excessive susceptible de provoquer la rupture de la broche, le nombre de dents de l'outil de travail ne doit généralement pas dépasser 6-8 pendant le brochage.
Il existe trois méthodes de coupe différentes pour le brochage, décrites comme suit :
(1) La caractéristique du brochage en couches est que la broche coupe séquentiellement la surépaisseur d'usinage de la pièce couche par couche. Afin de faciliter la rupture des copeaux, des rainures de séparation des copeaux s'emboîtent sur les dents de la fraise. Une broche conçue selon une méthode de coupe en couches est appelée broche ordinaire.
(2) La caractéristique du tournage en bloc est que chaque couche de métal sur la surface usinée est coupée par un ensemble de dents (généralement composées de 2-3 dents dans chaque groupe) qui sont fondamentalement de la même taille mais imbriquées les unes dans les autres. autre. Chaque lame n'enlève qu'une partie d'une couche de métal. Une broche conçue selon la méthode de coupe en bloc est appelée broche à meule.
(3) La méthode de brochage globale combine les avantages du brochage en couches et en blocs. La partie coupante grossière adopte un brochage en bloc, tandis que la partie coupante fine adopte un brochage en couches. Cela permet non seulement de raccourcir la longueur de la broche, d'améliorer la productivité, mais également d'obtenir une meilleure qualité de surface. Une broche conçue selon une méthode de coupe globale est appelée broche globale.
2. Caractéristiques du processus et champ d'application de l'extraction de trous
1) Une broche est un outil à plusieurs tranchants qui peut effectuer séquentiellement l'usinage grossier, l'usinage de précision et la finition des trous en un seul coup de coupe, ce qui entraîne une efficacité de production élevée.
2) La précision du perçage des trous dépend principalement de la précision de la broche. Dans des conditions normales, la précision de l'extraction des trous peut atteindre IT9~IT7 et la rugosité de la surface Ra peut atteindre 6,3~1,6 μM.
3) Lors de l'extraction de trous, la pièce est positionnée par le trou traité lui-même (la partie avant de l'outil de coupe est le composant de positionnement de la pièce), et il est difficile de garantir la précision de la position mutuelle entre le trou et les autres surfaces. en tirant des trous ; Pour l'usinage de pièces tournantes avec des exigences de coaxialité sur les surfaces intérieures et extérieures, il est souvent nécessaire de d'abord tirer des trous, puis d'utiliser les trous comme référence de positionnement pour usiner d'autres surfaces.
4) Les broches peuvent non seulement traiter des trous circulaires, mais également former des trous et des trous cannelés.
5) Les broches sont des outils de coupe de taille fixe, aux formes complexes et aux prix élevés, qui ne conviennent pas à l'usinage de grands trous.
Les trous de traction sont couramment utilisés dans la production de masse pour traiter des tailles d'ouverture de Ф Trous traversants sur des pièces de petite et moyenne taille d'un diamètre de 10-80 mm et d'une profondeur de trou ne dépassant pas 5 fois l'ouverture.