Types d'opérations d'usinage | Conventionnel et non conventionnel

L'usinage est l'un des premiers procédés de fabrication connus. Ici l'opération se fait par des outils coupants pour enlever de la matière d'une pièce. Donc, il a des applications importantes dans l'automobile, aérospatial, et les industries de la construction où la précision et la vitesse de fonctionnement sont requises. Il existe deux grandes catégories d'opérations d'usinage: conventionnel et non conventionnel. La connaissance des différences entre ces opérations est utile pour les décisions concernant les applications de certains matériaux et caractéristiques de conception.. Donc, dans cet article, nous décrirons les opérations d'usinage en insistant sur leur importance, avantages, et utilisations dans les pratiques industrielles actuelles.

Qu'est-ce que l'usinage?

Usinage est un processus de coupe, soit par un seul, soit par succession, du matériau d'une pièce à usiner. Donc, cela peut donner la forme requise, taille, et finition de surface. Cela est généralement accompli en employant des outils, et des machines qui transmettent force et énergie pour réduire, processus, ou des matériaux de forme. Ces matériaux sont principalement du métal, certains types de plastiques, et autres composites. De plus, la précision de l'usinage permet de réaliser une fabrication complexe de pièces de rechange avec un petit support.

En fonction du type d'outil utilisé et de l'énergie appliquée lors de l'enlèvement de matière, l'usinage est classé en deux, conventionnel et non conventionnel. Donc, discutons de ces opérations en détail.

Opérations d'usinage conventionnelles

Les processus d'usinage conventionnels utilisent un outil de coupe pour enlever la matière de la pièce à usiner.. Ceux-ci sont importants dans la conception des matières premières en pièces appropriées requises dans différents domaines. Voici une explication plus détaillée des principales opérations d’usinage conventionnelles:

1. Tournant

Tournant maintient et fait tourner la pièce sur un tour. Ici, un outil de coupe à point unique permet d'enlever de la matière et de produire des pièces cylindriques., c'est à dire. tiges d'arbres, et des bagues. Ce processus détermine avec précision le diamètre, surface, et le contour de la pièce et peut être utilisé lorsque des comptages précis ou un travail détaillé doivent être effectués. mis-à-part, il est largement utilisé dans les unités de fabrication automobile et aéronautique.

2. Fraisage

Fraisage aide l'outil à tourner autour d'un matériau et les arêtes de coupe retirent le matériau de la pièce à usiner. Ici, la pièce ne bouge pas, l'outil est stationnaire mais tourne dans une fraise à dents multiples. Par rapport à d'autres types de machines, les fraiseuses peuvent effectuer des coupes longitudinales et transversales avec différents axes à différents angles et profondeurs. Donc, ils peuvent fabriquer des pièces de haute précision, c'est à dire. engrenages, pièces de moteur, ou des moules.

3. Forage

Le perçage est le processus de découpe ou de perçage de trous ronds dans la pièce à usiner en portant un outil appelé perceuse.. Cependant, c'est l'une des opérations les plus fréquemment utilisées en usinage qui consiste à réaliser des trous pour accueillir des fixations, boulons, ou conduites de fluide. Nous pouvons effectuer un alésage, ennuyeux, ou tapotement après forage, pour trouver le trou ou modifier sa dimension.

4. Affûtage

Affûtage utilise une meule abrasive qui tourne à mesure qu'elle coupe plus de matériau et crée une surface plus fine. Il convient aux opérations de finition en raison de sa grande précision., tolérances très serrées, et des finitions de surface lisses sur des matériaux comprenant des métaux trempés. Il est largement utilisé en particulier dans les industries de fabrication d'outils et les industries de mécanique de précision..

5. Sciage

Le sciage peut être effectué en effectuant des mouvements alternatifs sur la lame de la scie., Nous pouvons le réaliser en tournant continuellement autour de la pièce. De plus, il est fréquemment appliqué aux matériaux coupés tels que les barres, métal, bois, et plastiques dans les tailles appropriées pour d'autres processus.

6. Brochage

Le brochage prélève de la matière sur la pièce en passant un outil doté des dents coupantes. Donc, il peut produire des profils internes ou externes, sous des formes monobloc comme des cannelures, rainures de clavette, engrenages, etc.. Il est très précis et offre un débit amélioré dans de grands volumes de production. Cependant, le brochage est mieux utilisé sous des formes complexes et complexes, qui ne peut pas être facilement produit avec d'autres opérations.

7. Rabotage

La planification est une forme de fraisage dans laquelle la pièce tourne le long d'une ligne droite tandis qu'une fraise reste immobile.. Il permet de générer des surfaces planes sur des pièces volumineuses et massives telles que les conditionneurs, tables de machines, guides, et les chemins de fer. mis-à-part, cette opération d'usinage est moins utilisée aujourd'hui mais est efficace dans la fabrication de grandes pièces avec des surfaces de base très lisses.

Opérations d'usinage non conventionnelles

Les opérations d’usinage non conventionnelles nécessitent de l’énergie électrique, énergie chimique, ou un laser pour enlever de la matière de la pièce. Ces méthodes sont très utilisées dans l'usinage de matériaux difficiles à couper et de conceptions complexes avec une grande précision.. Donc, Voici quelques-unes des opérations d'usinage conventionnelles les plus populaires..

1. Usinage par décharge électrique (GED)

GED fonctionne en érodant la pièce à travers des étincelles électriques entre l'outil et la pièce. Dans de nombreux cas, l'outil et la pièce à usiner sont immergés dans un liquide diélectrique. Il convient aux performances sur des matériaux durs et cassants et sur des géométries difficiles avec des caractéristiques fines difficiles à obtenir par la technique conventionnelle.. Donc, il rend son utilisation appropriée dans la fabrication de moules et de matrices pour les industries aérospatiale et automobile.

2. Usinage chimique

L'usinage chimique est un processus dans lequel le matériau est éliminé par le produit d'attaque par une réaction non électrochimique dans la pièce.. Cette méthode est normalement utilisée pour créer des dessins sur un plan et des matériaux fins., c'est à dire. métaux et plastiques. Il offre une résolution précise et domine les industries électronique et aérospatiale, où les petites pièces nécessitent des fonctionnalités complexes.

3. Usinage électrochimique (MEC)

L'ECM concentre l'électricité et un électrolyte conducteur pour éliminer la matière de la pièce à un rythme sélectif. Convient à l’usinage de formes géométriques difficiles dans des matériaux durs et sensibles aux contraintes comme les aubes de turbines d’avions et les instruments médicaux.. Il est important pour sa précision et la possibilité de travailler avec des matériaux complexes.

4. Usinage par jet abrasif (AJM)

Abrasif AJM dirige les particules abrasives à grande vitesse vers la pièce à usiner, utiliser de l'air ou du gaz pour éliminer le matériau de sa surface. Cet équipement est utile pour trancher des matériaux tels que le verre argenté ou la céramique.. De tels matériaux ne subissent aucune contrainte thermique. Donc, cette méthode est largement utilisée en électronique et en optique pour produire de petites géométries et des textures de surface fines.

5. Usinage par ultrasons (USM)

USM utilise des vibrations ultrasoniques en contact avec la surface de la pièce pour éjecter une boue abrasive et éliminer la matière par micro-découpe.. Il a un large champ d'application pour les tissus délicats car il permet des conceptions complexes et un polissage délicat.. On trouve des exemples dans l'industrie des dispositifs médicaux et de la bijouterie, où la précision est importante..

6. Usinage par faisceau d'électrons (EBM)

EBM utilise un faisceau d'électrons étroitement focalisé pour faire fondre le matériau de la surface de la pièce, produisant ainsi des détails fins.. Ce type de haute précision est idéal pour réaliser de petits trous ou des pièces complexes. Donc, assurez-vous qu'il n'est pas chauffé par des zones affectées par la chaleur qui endommageraient les composants.

7. Usinage par faisceau laser (LBM)

LBM utilise un laser concentré de haute puissance pour faire fondre le matériau loin de la surface de la pièce.. Donc, il peut avoir de nombreuses applications en découpe, gravure, et marquage. mis-à-part, c'est précis, et le parcours de l'outil produit une petite saignée, ce qui convient aux industries avec des modèles de coupe complexes. Ces pah comme automobile, aérospatial, et les industries électroniques car il réduit les contraintes mécaniques sur la pièce.

Différences entre les opérations d'usinage conventionnelles et non conventionnelles

Voici quelques différences courantes entre les opérations d'usinage conventionnelles et non conventionnelles:

Critères	Usinage conventionnel	Usinage non conventionnel
Source d'énergie	Mécanique (outils de coupe)	Divers (électrique, chimique, laser)
Méthode d'enlèvement de matière	Couper avec des outils tranchants	Érosion, fusion, ou des réactions chimiques
Précision	Modéré à élevé (±0,01 mm)	Élevé à ultra-élevé (±0,001 mm)
Compatibilité des matériaux	Métaux et plastiques	Matériaux durs, céramique, matériaux composites
Finition de surface	Modéré (Râ 1.6 – 3.2 µm)	Excellent (Râ < 0.2 µm)
Taux de production	Élevé pour les formes simples	Plus lent pour les formes complexes
Temps d'installation	Temps de configuration plus court	Temps de configuration plus long
Coût	Coût par pièce réduit	Coût initial plus élevé
Usure des outils	Usure importante	Usure minimale
Impact environnemental	Produit des copeaux et des déchets	Déchets minimes, plus écologique
Applications	Fabrication générale, automobile	Dispositifs médicaux, composants aérospatiaux

Quelle est la meilleure opération d’usinage, Conventionnel ou non conventionnel?

La précision de l'usinage a tendance à varier en fonction du processus utilisé et de la nature du matériau.. En général, procédés d'usinage non conventionnels comme l'EDM, MEC, et LBM sont plus précis selon la nature du travail, géométrie, et le type de matériau. Forage, fraisage, tournant, et les autres opérations d'usinage sont précises mais nécessitent normalement une finition supplémentaire pour une bonne précision. En conclusion, les techniques d'usinage conventionnelles et non conventionnelles sont toutes deux bonnes mais leur choix dépend du matériau, le type de géométrie, et la précision requise de l'outil.

Avantages et limites des opérations d'usinage conventionnelles

Voici quelques-uns des avantages des opérations d'usinage conventionnelles:

Avantages	Limites
– Coût par pièce réduit	– Précision limitée par rapport au non conventionnel
– Cadences de production élevées pour des formes simples	– Usure importante des outils
– Processus et outils établis	– Ne convient pas aux matériaux durs ou aux formes complexes
– Polyvalent pour divers matériaux	– Génère des déchets (puces)
– Temps de configuration plus courts	– Finition de surface moins raffinée

Avantages et limites des opérations d'usinage non conventionnelles

Voici quelques-uns des avantages des opérations d’usinage non conventionnelles:

Avantages	Limites
– Haute précision et tolérances serrées	– Coût par pièce plus élevé
– Convient aux matériaux durs et aux formes complexes	– Des taux de production plus lents
– Usure minimale des outils	– Configuration et étalonnage complexes nécessaires
– Excellente finition de surface	– Les équipements spécialisés peuvent être moins accessibles
– Un minimum de déchets, souvent écologique	– Des mesures de sécurité supplémentaires peuvent être nécessaires

Conclusion

En conclusion, types d'opérations d'usinage, l'usinage est un élément important de la fabrication car il fournit plusieurs techniques de formage et de production de composants. Les principaux exemples de méthodes conventionnelles de découpe de matériaux sont le tournage, fraisage, et broyage. Tous sont approuvés pour les pièces métalliques et plastiques. D'autre part, l'usinage non conventionnel rend difficile la mise en forme des matériaux et les travaux de haute précision l'exigent. Ils peuvent inclure l'usinage par électroérosion et par faisceau laser. Lors du choix des bonnes méthodes de fabrication, évaluer les similitudes et les différences entre ces opérations. Cela vous aidera à choisir la meilleure méthode pour plus de précision, rapide, et des processus de fabrication de haute qualité.

Questions fréquemment posées

1. Quelle est la différence entre le tournage et le fraisage?

En tournant, la pièce tourne, alors qu'en fraisage c'est l'outil de coupe qui est amené à tourner. Le tournage forme des pièces tubulaires tandis que le fraisage permet de façonner des composants de section transversale plats ou complexes..

2. Quels matériaux sont les mieux adaptés à l'EDM?

L'EDM convient aux matériaux à haute ténacité, c'est à dire. acier à outils, titane, et matériaux en carbure de tungstène, et est difficile à usiner avec les techniques conventionnelles.

3. Quel est le principal avantage de l'usinage non conventionnel?

L'usinage non conventionnel permet d'usiner des matériaux difficiles à usiner. Il permet également d'usiner des pièces à géométrie complexe sans trop d'usure des outils et avec une très grande précision..

4. Quelle est la différence entre l'usinage chimique et l'ECM?

L'usinage chimique dissout le matériau à l'aide d'un produit chimique tandis que l'ECM dissout le matériau en y faisant passer un courant électrique et un électrolyte..

5. Quelle est l'utilisation des particules abrasives dans AJM?

En usinage par jet abrasif, l'impact à grande vitesse des particules abrasives martele efficacement la surface de travail en éliminant le matériau.

6. Est-il également possible de découper tous les matériaux avec l'usinage par faisceau laser?

LBM peut couper les matériaux les plus courants, y compris les métaux, plastiques, et céramique. Cependant, la différence de vitesse de coupe dépend des propriétés thermiques du matériau.