L'usinage permet de faire fonctionner les pièces selon les besoins et avec un haut niveau de précision grâce aux tolérances serrées requises dans la plupart des applications.. Ces composants sont conçus pour pouvoir supporter des charges importantes et fonctionner dans des circonstances défavorables.. Aussi, l'usinage est flexible dans la mesure où les pièces peuvent être produites à partir de différents matériaux; ainsi, fabriquer de grandes quantités à faible coût et à grande vitesse sans nécessiter de nouveaux outils.
Que sont les pièces usinées: Un bref aperçu
Les pièces usinées sont des composants précis produits à partir d'une pièce à l'aide d'outils tels qu'un tour., fraiseuse, ou machines à commande numérique par ordinateur. Ces pièces sont généralement en métal ou en plastique, formé en coupant un matériau à la taille et à la forme requises. L'usinage peut également être effectué manuellement par des opérateurs ou grâce à l'utilisation d'une technologie de commande numérique par ordinateur pour plus de précision.. Parfois, les pièces peuvent être préfabriquées par moulage et moulage.. Le procédé est bénéfique dans la mesure où il produit des pièces de qualité et durables pour différents secteurs..
Processus d'usinage CNC pour la création de composants usinés
Les méthodes d'usinage CNC sont essentielles pour donner forme à une variété de pièces et d'éléments de machines., dont chacun est conçu pour des usages particuliers. Voici les principaux processus appliqués à la production de pièces précises telles que des engrenages., arbres, et pièces de moteur.
Fraisage
Fraisage enlève de la matière de la pièce à usiner pour produire des éléments de machine tels que des engrenages, supports, et logements. À l'aide d'outils de coupe rotatifs, il façonne les surfaces planes, rainures, ou des profils complexes qui sont requis dans des pièces précises.
Tournant
Tournant est utilisé dans la fabrication de produits cylindriques tels que des arbres, boulons, et pièces filetées. Lorsque la pièce tourne, les machinistes peuvent facilement créer des caractéristiques sur la périphérie extérieure de la pièce, telles que des filetages, et des contours fins.
Forage
Le perçage consiste à réaliser des trous dans des pièces telles que des blocs moteurs, boîtiers, et brides entre autres. Il s'agit d'une étape cruciale dans la création de trous de bonne taille pour les vis., boulons, ou passages de fluides dans différentes parties d'une machine.
Brochage
Le brochage crée des fonctionnalités internes complexes telles que des rainures de clavette, cannelures, ou des rainures sur des pièces telles que des poulies, engrenages, ou des bagues. Il s'agit d'une technique de haute précision adaptée aux caractéristiques internes d'un produit..
Affûtage
Le affûtage aiguise et polit la surface extérieure d'une pièce de machine telle que des roulements, arbres, et pistons entre autres. L'utilisation de meules abrasives dans ce processus garantit à l'utilisateur une haute précision et une surface lisse.
Usinage par décharge électrique (GED)
GED est utilisé pour transformer des matériaux durs en pièces telles que des aubes de turbine, moules à injection, et pièces de moteur complexes. Les décharges électriques sont nettes et précises, ce qui est parfait pour les motifs complexes..
Découpe au laser
La découpe laser est mieux appliquée sur les pièces métalliques telles que les boîtes métalliques, clips, et autres pièces en tôle fine. Grâce à sa grande précision, il est utilisé pour réaliser des coupes délicates sur les métaux et les plastiques, entre autres matériaux.
Usinage par ultrasons
L'usinage par ultrasons est particulièrement adapté à la fabrication de pièces à partir de matériaux durs tels que la céramique et le verre., utilisé dans la fabrication de circuits imprimés et de capteurs, entre autres. La méthode est très précise et n’endommage en aucun cas le matériau.
Avantages des pièces usinées
Voici quelques avantages courants de l’usinage de pièces:
1. Pas de quantité minimale de commande
Les entreprises manufacturières peuvent fabriquer de grandes ou petites quantités en fonction des exigences du marché.. L'outillage est cher en moulage mais dans le cas de pièces usinées, les pièces peuvent être produites en petites quantités ou même en échantillons uniques.
2. Prototypage
La plus grande force de l'utilisation de l'usinage est probablement la capacité d'effectuer un prototypage rapide où les ingénieurs peuvent créer des pièces à tester.. Cela permet d'en concevoir plusieurs dans un délai court et à moindre coût.. De plus, cela permet aux entreprises manufacturières de produire de nombreux modèles, puis de sélectionner le meilleur modèle à utiliser pour réduire les coûts de production..
3. Flexibilité de conception
L'usinage se distingue par le fait qu'il offre une grande liberté de conception par rapport aux autres procédés.. Les machines CNC peuvent également créer des formes avec un haut degré de détail, sections épaisses, et des constructions solides dans lesquelles le moulage ou l'impression 3D ne peuvent pas être utilisés en raison des parois minces, et formes restreintes.
4. Haute précision
Les pièces/composants usinés sont définis par le fait qu'ils sont très précis ou par leur capacité à atteindre des tolérances extrêmement étroites.. Cette précision garantit que toutes les pièces sont de tailles standard et qu'elles s'ajustent bien, ce qui les rend très adaptées aux industries qui nécessitent de la précision comme l'industrie aéronautique et la fabrication d'instruments médicaux..
5. Délais de livraison courts
Par rapport aux pièces moulées, les pièces usinées peuvent être fabriquées plus rapidement. Parce qu'il n'y a absolument pas besoin d'un outillage étendu. La CNC est plus efficace et a des temps de cycle beaucoup plus courts que la fabrication traditionnelle, ce qui la rend idéale pour les projets à contraintes de temps et le prototypage rapide de produits..
6. Facilité de modifications
Les graphismes sont très faciles à modifier sur les conceptions assistées par ordinateur jusqu'au moment de la réalisation de l'objet. Cette flexibilité permet un changement d'outillage lors de R & D, et des étapes de prototype sans avoir à engager de grosses dépenses pour changer d'outillage comme c'est le cas avec d'autres techniques de fabrication.
7. Résistance et durabilité
Les produits fabriqués par usinage sont généralement moins flexibles que ceux fabriqués par impression ou moulage 3D.. Les composants usinés sont fabriqués à partir d'un matériau solide et possèdent donc de meilleures propriétés mécaniques en termes de résistance. Donc, ils sont considérés comme idéaux pour une utilisation dans les endroits où la résistance et la rusticité sont souhaitables.
8. Finition de surface de haute qualité
Les pièces usinées se caractérisent également par les meilleures finitions de surface qui ne nécessitent pratiquement aucune finition supplémentaire après le processus d'usinage.. Par rapport au moulage, il peut conserver certains défauts, 3L'impression D peut révéler des lignes de couche, et l'usinage offre une surface polie précise, qui peut ne pas nécessiter de finitions supplémentaires comme le polissage.
Principes de conception des pièces usinées
Quelques règles simples doivent être appliquées lors de la conception de pièces à usiner. Il est toujours plus efficace de maintenir des conceptions efficaces, réalisable, et fonctionnel pour obtenir les meilleurs résultats et performances. Ici, sont quelques lignes directrices importantes à considérer:
Épaisseur de paroi
Ne concevez pas de pièces avec des parois minces car cela peut conduire à un échec de la conception.. L'épaisseur réduite des parois réduit également la résistance de la pièce. Si des parois fines sont nécessaires, il est préférable d'opter pour le moulage par injection..
Contre-dépouilles
Les contre-dépouilles sont des éléments difficiles à usiner et nécessitent des outils particuliers pour être utilisés à cet effet.. Pour rendre les contre-dépouilles plus rapides, il faut les garder simples et utiliser des tailles d'outils standard.. Cela peut aller de 3 mm à 40 mm.
Cavités, Trous, et fils
Les cavités ne doivent pas être plus profondes que quatre fois la largeur de la cavité. Les trous doivent également être conformes à cette règle et doivent utiliser des forets de tailles standard.. Les fils ne doivent pas être plus profonds que trois fois leur diamètre afin de pouvoir être facilement fixés..
Taille et échelle
Les pièces usinées doivent être situées dans l'enveloppe de travail de la machine particulière en question.. Les pièces fraisées ne doivent pas dépasser 400 x 350 x 150 mm tandis que les pièces tournées ne doivent pas dépasser Ø500 mm x 1000 mm.
Caractéristiques saillantes
Gardez les éléments saillants courts. La hauteur ne doit pas dépasser quatre fois la largeur pour réduire les vibrations qui affectent la précision de l'outil..
Types de composants usinés
Les processus d'usinage sont utilisés pour fabriquer des pièces pour certaines applications. Voici quelques-uns des types de pièces usinées les plus courants, et leurs utilisations typiques sont les suivantes:
Arbres et essieux
Les arbres et les axes jouent un rôle crucial dans la transmission des mouvements et de la puissance dans les différentes machines.. Ces pièces doivent être bien fabriquées et grâce à un usinage de précision, ces pièces sont produites avec une haute précision pour permettre la libre circulation des voitures et autres équipements industriels.
Attaches
Les autres fixations utilisées sont les vis et boulons en vue d'assembler les différentes pièces.. Ils sont usinés avec précision afin de bien s'adapter, ce qui les rend très applicables en électronique., et applications semi-conducteurs.
Connecteurs et accouplements
Les accouplements et les pinces fixent et relient diverses parties d'une machine et permettent un mouvement coulissant. L'usinage garantit que ces composants sont fabriqués aux dimensions requises afin qu'ils fonctionnent correctement., et placé au bon endroit.
Composants de vanne
Les composants de vanne sont utilisés pour réguler le mouvement des fluides/gaz dans l'équipement.. Ce sont des pièces usinées et bien coupées pour garantir qu'elles s'ajustent bien et que le débit est bien régulé..
Composants de la pompe
Les composants de la pompe sont en quelque sorte très cruciaux dans le mouvement des fluides. Ils sont usinés selon diverses normes afin de pouvoir effectuer efficacement les tâches requises et durer plus longtemps dans une utilisation donnée..
Applications des pièces usinées
Les pièces usinées sont utilisées dans toutes les industries en raison de la précision offerte par le processus d'usinage ainsi que des pièces complexes et sophistiquées.. Voici comment ils sont utilisés:
1. Secteur aérospatial
Les composants usinés sont largement utilisés dans l'ingénierie aérospatiale pour la production de moteurs, constructions, composants, et systèmes utilisés dans les avions et les navettes spatiales. Puisque la sécurité et les performances de ces systèmes sont critiques dans des environnements hostiles.
2. Secteur automobile
Dans l'industrie automobile, certains sous-processus pouvant nécessiter l'utilisation du processus d'usinage incluent la création de moteur, transmission, et le système de freinage. Ces composants sont cruciaux pour la fiabilité et l'efficacité d'un véhicule puisque leurs pièces doivent être précises..
3. Domaine médical
L'usinage joue un rôle crucial dans l'industrie médicale, notamment lorsqu'il s'agit de la fabrication d'implants., outils chirurgicaux, et/ou pièces et équipements liés au domaine médical. Ces pièces doivent être très précises et biocompatibles à certains niveaux acceptables.
4. Industrie électronique
Certaines pièces usinées incluent des connecteurs, cartes de circuits imprimés intégrées, et boîtier d'appareil, entre autres. Dans ces parties, la précision est atteinte pour garantir qu'ils fonctionnent comme prévu dans les assemblages électroniques.
5. Équipement industriel
L'usinage est crucial pour la fabrication de pièces utilisées dans les machines industrielles telles que les engrenages., roulements, et arbres. Tous ces composants sont très utiles surtout lorsqu’il s’agit d’une utilisation efficace des machines.
Finitions de surface pour pièces usinées
Les pièces usinées peuvent être traitées de plusieurs manières pour améliorer leur apparence ou leurs performances. Ces finitions servent à des fins différentes, du purement esthétique au hautement fonctionnel: Ces finitions ont des utilisations variées, ils peuvent être utilisés à des fins ornementales, esthétique, et même à des fins structurelles.
Tel qu'usiné
La finition telle qu'usinée ne nécessite aucun post-traitement et présente à la pièce la rugosité de surface dont elle dispose.. Il est principalement utilisé dans des usages internes où l'aspect du matériau n'a pas d'importance significative et où les performances fonctionnelles sont suffisantes..
Microbillé aux perles
Parmi les procédés de finition, le sablage aux billes utilise des particules abrasives dirigées vers la surface de la pièce pour la lisser. Ce processus peut être plutôt grossier, cependant, cela peut modifier légèrement la taille de la pièce, ce qui ne convient pas aux travaux complexes.
Anodisé
Anodisation est un processus électrolytique, principalement utilisé sur les pièces en aluminium pour produire une couche dure et colorée. L'anodisation de type II est utilisée pour la protection contre la corrosion et le type III protège contre la corrosion et la résistance à l'usure grâce au développement d'une couche plus épaisse..
Enduit de poudre
En revêtement en poudre, de la peinture en poudre est appliquée sur la pièce puis la pièce est cuite au four. Cette méthode crée une surface dure et durable qui présente un indice d'usure et de corrosion plus élevé que les surfaces peintes courantes..
Résumé
Pour résumer, It’s quite easy to comprehend the complexities of both designing and manufacturing machined parts to get the best outcomes. The application of Design for Manufacturing (DFM) guidelines, selection of proper material, and cooperation with experts will guarantee you to produce high-quality parts for your applications. Partnering with a professional machining firm is beneficial in that it results in precision work, reasonable charges, and short delivery time. Industry knowledge and good quality assurance procedures will enable you to reduce the time taken in the production of your products.
