L'usinage est un élément fondamental de l'industrie manufacturière. Il existe différents types de processus d'usinage, qui sont utilisés pour transformer les matières premières en produits finis et en pièces.
Alors, quels sont les différents types d'opérations d'usinage utilisées pour fabriquer des produits et des pièces ? Lisez la suite car nous fournissons des informations importantes pour vous donner une meilleure compréhension des opérations d'usinage et de leurs types.
Qu'est-ce que l'usinage ?
L'usinage est un processus de fabrication soustractif qui implique l'utilisation d'outils de coupe, de disques, de meules abrasives, etc. pour éliminer l'excès de matière d'une pièce. De plus, ce processus est utilisé pour éliminer les matériaux indésirables afin d'obtenir la forme de produit souhaitée. Les laminoirs comme les plats et les barres et les pièces soudées ou coulées sont souvent destinataires d'opérations d'usinage.
Des exemples de produits usinés comprennent des pièces automobiles, des forets, des plaques, des écrous et des boulons, des brides et de nombreuses autres pièces et outils utilisés dans diverses industries.
Examinons les différents types de processus d'usinage.
Types d'usinage Opérations
Il existe deux principaux types d'opérations d'usinage; conventionnel et non conventionnel. En outre, ces deux types principaux ont d'autres sous-types pour obtenir le produit final souhaité. Examinons plus en détail ces opérations d'usinage.
Processus d'usinage conventionnel
Également connu sous le nom d'usinage traditionnel dans la fabrication, ce processus implique l'utilisation d'outils de coupe pour éliminer les matériaux en excès d'une pièce par contact direct. De plus, cette opération d'usinage se produit lorsque l'outil de coupe interagit directement avec la pièce.
En outre, il existe différents types d'usinage conventionnel, et ils incluent ;
1. Tournage
In le processus de tournage, l'outil de coupe reste immobile pendant que la pièce tourne. De plus, il s'agit d'une opération de tour et implique l'élimination de l'excédent de matière d'une pièce à l'aide d'un outil de coupe. De plus, l'outil de coupe fonctionne le long de deux axes de mouvement, créant des coupes avec une largeur et une profondeur précises.
De plus, le processus de tournage fonctionne très bien pour usiner la partie intérieure ou extérieure d'un matériau. Le tournage effectué sur la partie extérieure du matériau est appelé surfaçage, tandis que celui effectué à l'intérieur est appelé alésage.
2. Fraisage
Le fraisage est un processus d'usinage qui implique l'utilisation de fraises rotatives pour enlever le matériau d'une pièce. En outre, il existe deux principaux types d'opérations de broyage ; surfaçage et fraisage de dalles.
Le surfaçage est un processus de fabrication par usinage utilisé pour lisser ou aplanir la surface des pièces. A l'inverse, le fraisage de brames est idéal pour usiner une large surface plane. Cela implique également de faire des coupes planes sur la surface d'une pièce à l'aide des bords périphériques de la fraise.
En outre, il s'agit de l'un des types d'usinage qui implique un processus complexe et nécessite souvent une variété de fraises spéciales pour effectuer les tâches. Cependant, les entreprises d'usinage comme RapidDirect offrent Services de fraisage CNC 3 axes et 5 axes, avec des pièces fraisées ayant une tolérance allant jusqu'à 0.02 mm.
3. Forage HORIZONTAUX
Le forage consiste à utiliser des forets (outils coupants multipoints) pour réaliser des trous cylindriques dans des matériaux pleins. De plus, les forets utilisés pour cette procédure comportent deux canaux en spirale. Ces canaux, également appelés flûtes, évacuent les copeaux ou copeaux hors du trou au fur et à mesure que le foret progresse dans le matériau.
De plus, les trous créés par cette perceuse à colonne facilitent souvent l'assemblage des pièces. En outre, le forage est appliqué en premier avant de tarauder, d'aléser ou d'aléser pour créer des trous filetés ou amener la dimension d'un trou dans une tolérance acceptable. Cela fait de cette opération l'une des plus importantes parmi les autres types de processus d'usinage.
4. Broyage
La rectification est l'un des types de processus d'usinage idéal pour améliorer la finition de la surface d'une pièce usinée et resserrer sa tolérance. De plus, le processus produit des pièces de formes, de finitions et de tailles identiques. C'est également la première étape d'autres opérations de finition telles que le rodage, le rodage et la superfinition.
De plus, il existe deux principaux types de broyeurs; Rectifieuses planes et Rectifieuses cylindriques. Les meuleuses de surface enlèvent de petites quantités de matériaux des surfaces planes, mais les meuleuses cylindriques enlèvent les matériaux des formes cylindriques.
5. Sciage
Le sciage vise à créer des longueurs plus courtes à partir de formes extrudées, de barres et d'autres matériaux, réalisées par des machines à tronçonner. En outre, il existe différentes machines de tronçonnage utilisées par les ingénieurs pour le sciage, notamment ; scies à métaux électriques, scies circulaires et scies à meules abrasives.
De plus, la vitesse du ruban de scie pour le sciage dépend du matériau. Par exemple, des matériaux plus souples comme alliages d'aluminium nécessitent une vitesse de coupe de 1000 fpm ou plus. D'autre part, certains alliages à haute température nécessitent une vitesse de coupe plus lente de 30 fpm.
6. Brochage
Le brochage consiste à utiliser une broche pour produire des trous carrés, des trous cannelés, des rainures de clavette et d'autres formes. De plus, une broche est un outil avec de nombreuses dents disposées en séquence, semblable à une lime. Cependant, il diffère d'une lime en ce qu'une broche a des dents inégales, tandis qu'une lime se compose de dents de taille égale.
Il existe deux types de brochage; tirer le brochage et pousser le brochage. les machines de type presse verticale sont idéales pour une utilisation dans le brochage par poussée, tandis que les machines de type presse verticale ou horizontale sont idéales pour une utilisation dans le brochage par traction.
En outre, lorsqu'elle est tirée ou poussée au-delà d'une surface ou à travers un trou d'amorce, une broche prend une série de coupes avec une profondeur croissante. De plus, la vitesse de coupe d'une broche dépend de la résistance du matériau. Par exemple, vitesses de coupe sont souvent aussi élevées que 50 fpm pour les métaux plus tendres et aussi basses que 5 fpm pour les métaux plus résistants.
7. Rabotage
Le rabotage est idéal pour les grandes surfaces planes, en particulier les surfaces qui subiraient encore un grattage comme méthode de finition. Aussi pour réduire les coûts d'usinage, les fabricants regroupent parfois de petites pièces pour une planification simultanée.
Processus d'usinage non conventionnel
Ce type d’ pmachine de précisiong processus ne nécessite pas de contact avec la pièce pour en retirer de la matière. En d'autres termes, les machines utilisées dans ce processus ne nécessitent pas de contact direct avec le matériau de coupe. Il existe différents types de processus d'usinage non conventionnels, notamment;
8. Usinage par électroérosion (EDM)
La GED (Usinage par décharge électrique), également connu sous le nom d'usinage par étincelage, d'enfonçage, d'érosion par fil ou de brûlage par fil, implique l'enlèvement de matière par érosion. De plus, ce processus ne nécessite pas de contact direct entre la pièce et l'outil, ce qui le rend idéal pour les matériaux d'usinage faibles sujets à la distorsion.
De plus, l'usinage par décharge électrique est parfait pour couper des matériaux exotiques extrêmement durs et difficiles avec des niveaux de tolérance extrêmement proches. Bien que le taux d'enlèvement de matière soit lent avec l'EDM, les produits ou pièces fabriqués nécessitent peu ou pas de polissage.
9. Usinage chimique
L'usinage chimique consiste à plonger une pièce dans un réservoir contenant une solution chimique (mordançage). Le décapant utilisé pour ce processus est souvent un mélange d'acides chimiques forts qui réagissent au métal - le trempage du métal dans le décapant entraîne la dissolution uniforme du métal de la pièce. En outre, pour qu'un processus d'usinage chimique réussisse, il nécessite un réservoir, un serpentin chauffant, un agitateur et une pièce à usiner.
- Réservoir： Souvent fabriqué à partir de métal solide, le réservoir utilisé pour l'usinage chimique est recouvert de produits chimiques qui ne réagissent pas au décapant requis pour la procédure.
- Serpentin de chauffage : le serpentin de chauffage aide à maintenir la température du réservoir à un niveau constant. De plus, il refroidit ou chauffe le réservoir, en fonction des besoins en température du matériau.
- Agitateur : le but de l'agitateur est de faciliter le mélange du mordançage et de maintenir une chaleur et une concentration uniformes sur tout son volume.
- Pièce : Tenez la petite pièce à l'aide d'un cintre, tout en tenant une plus grande pièce à l'aide de fixations recouvertes de polymères et de caoutchouc.
De plus, ce processus est idéal pour l'usinage de matériaux durs, cassants et d'autres matériaux difficiles à usiner. Le coût de l'outillage est également très faible et les pièces ou produits fabriqués sont exempts de bavures. De plus, l'utilisation de ce procédé pour l'usinage permet de gagner du temps car le taux d'enlèvement de matière est assez élevé.
10. Usinage électrochimique (ECM)
L'ECM, également connu sous le nom de galvanoplastie inversée, élimine les matériaux au lieu de les ajouter, contrairement à la galvanoplastie. Il est similaire à l'usinage par décharge électrique en ce sens qu'il implique le passage d'un courant élevé entre des électrodes et un liquide conducteur. La différence est qu'il n'y a pas de production d'étincelles, pas d'usure de l'outil et pas de transfert de contraintes thermiques ou mécaniques. De plus, une finition de surface miroir et un taux d'enlèvement de matière élevé sont réalisables avec l'ECM.
En raison du coût initial élevé de la mise en place de l'ECM, il est idéal pour la production de masse. C'est également un processus d'usinage polyvalent, idéal pour l'usinage de métaux et d'alliages extrêmement durs, ainsi que de formes irrégulières, de petites tailles et de trous profonds.
11. Usinage par jet abrasif
Ce type de processus d'usinage non conventionnel consiste à frapper une pièce avec un flux à grande vitesse de particules abrasives. Lorsque ces particules abrasives pressurisées à l'aide de gaz ou d'air frappent la pièce à plusieurs reprises, cela provoque le desserrage de petits morceaux de matériau. Par la suite, le jet emporte ces morceaux détachés de la pièce, exposant une nouvelle surface à l'impact des particules abrasives.
En outre, la flexibilité d'utilisation de ce procédé pour l'usinage est un avantage majeur qu'il présente par rapport aux autres procédés. De plus, le tuyau utilisé dans ce processus peut transporter le matériau abrasif vers n'importe quelle partie de la pièce à usiner. Cela inclut les pièces qui seraient normalement inaccessibles à d'autres processus d'usinage.
De plus, l'usinage par jet abrasif produit également une faible chaleur, ce qui entraîne une distorsion minimale des produits et des pièces fabriqués à l'aide de ce procédé. Il est également idéal pour supprimer les lignes de séparation des pièces moulées par injection et pour graver des marques sur des matériaux qui seront permanentes. De plus, il fonctionne parfaitement pour couper des feuilles métalliques, usiner des alliages solides et ébavurer des plastiques.
Plusieurs pièces sont nécessaires au succès de ce processus d'usinage, notamment;
- Alimentation en gaz : il peut s'agir d'air comprimé ou de gaz.
- Filtre : Ce composant indique le niveau de pureté de l'alimentation en carburant. Il nettoie également l'alimentation en carburant, en s'assurant qu'aucun corps étranger n'est présent.
- Manomètre : Ce composant détermine la quantité de pression requise pour le processus. Il vérifie et contrôle également le niveau de pression.
- Régulateur: Le régulateur contrôle le débit d'air comprimé ou de gaz à travers les tuyaux
- Chambre de mélange : C'est la partie de la machine à jet abrasif où l'air comprimé et les particules abrasives se mélangent.
- Buse : Fabriquée en matériau dur, la buse a souvent un diamètre compris entre 0.18 mm et 0.8 mm.
12. Usinage par ultrasons
Le processus d'usinage par ultrasons élimine la matière de la surface de la pièce à l'aide de vibrations de faible amplitude et à haute fréquence. De plus, ce processus se produit en présence de fines particules abrasives mélangées à de l'eau pour former une bouillie. La granulométrie des particules diffère, allant souvent de 100 à 1000.
En outre, l'usinage par ultrasons utilise des tailles de grains plus petites (nombres de grains plus élevés) et moins de chaleur pour produire des finitions de surface lisses. ce type d'opération d'usinage est idéal pour une utilisation sur des matériaux à haute dureté ou à caractère cassant. De plus, son mouvement vibratoire permet de découper facilement des formes de trous.
13. Usinage par faisceau électronique (EBM)
L'EBM consiste à focaliser et à concentrer des électrons sur un petit point d'un matériau métallique. Il est idéal pour l'usinage de matériaux très durs ou cassants qui ne peuvent pas subir d'usinage à partir de techniques d'usinage conventionnelles.
De plus, l'EBM nécessite des coûts d'outillage et de configuration inférieurs. De plus, il n'y a aucune restriction géométrique lors de l'usinage à l'aide de ce procédé, ce qui permet d'usiner de très petits trous avec une excellente précision. Ainsi, l'EBM est un excellent procédé de microfinition.
14. Usinage par faisceau laser (LBM)
Le processus d'usinage par faisceau laser (LBM) implique l'utilisation d'un faisceau laser et d'énergie thermique pour retirer les matériaux d'une pièce. De plus, LBM est idéal pour une utilisation dans les processus de perçage et de coupe. Il peut usiner de très petits trous ou découper des géométries complexes dans des matériaux durs.
En outre, LBM est idéal pour une utilisation dans les processus de perçage et de coupe. Il fonctionne également très bien pour la découpe ou la gravure partielle, la coupe de métal en acier, la coupe de résistance et le découpage.
De plus, LBM a une vitesse de coupe rapide et la capacité de couper des angles peu profonds. Cela facilite l'automatisation des modèles de coupe complexes. Aucune usure ou rupture d'outil ne se produit lors de l'usinage avec LBM car il s'agit d'un processus sans contact.
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Différences entre l'usinage conventionnel et non conventionnel
Il existe de nombreuses différences entre l'usinage conventionnel et non conventionnel. Voici les principales différences entre ces deux types.
Finition de surface
L'usinage non conventionnel produit des pièces avec un meilleur état de surface que l'usinage conventionnel. Cela est dû à la grande précision et à la précision du processus d'usinage. D'autre part, l'usinage conventionnel conduit à la fabrication de produits moins précis et précis que ceux produits par des méthodes non conventionnelles.
Matériaux utilisés
L'usinage non conventionnel peut couper n'importe quel matériau quelle que soit sa dureté, ce qui le rend idéal pour l'usinage de matériaux très durs et cassants. D'autre part, pour l'usinage conventionnel, la matière première ne doit pas être plus dure que l'outil de coupe, ce qui la rend idéale pour l'usinage de matériaux plus tendres comme le laiton, l'acier doux et l'aluminium 6061.
Vitesse d'usinage
Comparé à l'usinage non conventionnel, l'usinage conventionnel est un processus plus lent. Alors que les processus d'usinage non conventionnels comme l'ECM peuvent se produire en quelques secondes, les processus d'usinage conventionnels comme le fraisage et le tournage prennent plus de temps. De plus, cette expérience de vitesse d'usinage plus lente avec l'usinage conventionnel est due au contact entre l'outil et la pièce. Ce contact entraîne une friction, ce qui rend les opérations d'usinage conventionnelles un peu plus lentes que leurs homologues non conventionnelles.
Précision
L'utilisation d'un processus d'usinage non conventionnel conduit à la production de pièces plus précises. La raison en est que l'usinage conventionnel produit des copeaux. De plus, ces copeaux entraînent souvent une déviation de l'outil de coupe lorsqu'ils sont accumulés, ce qui réduit la précision du processus d'usinage.
Outil physique requis
Avec l'usinage conventionnel, il faut un outil de coupe physique, car la coupe nécessite ici un contact direct. En outre, ce contact réduit également la durée de vie de l'outil. À l'inverse, avec un usinage non conventionnel, un outil de coupe n'est pas une exigence importante.
Conclusion
L'usinage conventionnel et non conventionnel sont les deux principaux types d'opérations d'usinage. Ici, nous avons discuté des sous-types d'usinage sous ces deux types et des différences entre eux.
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FAQ
Les éléments de base de l'usinage sont la pièce, l'outil et le copeau. La raison en est que le mouvement relatif entre l'outil et la pièce est obligatoire pour toute action de coupe, et la formation de copeaux est un sous-produit de ce mouvement.
C'est un composant de fabrication d'une fraiseuse CNC. De plus, ce composant permet à la machine de se déplacer dans 5 directions ou axes différents. Cela facilite ainsi la réalisation de pièces plus profondes et de formes complexes. De plus, l'usinage 5 axes réduit également le temps consacré à l'usinage par rapport aux autres machines.
