1. Données
Toutes les pièces sont composées de plusieurs surfaces et il existe certaines exigences en matière de dimensions et de position relative entre les surfaces. Les exigences de position relative entre les surfaces des pièces comprennent deux aspects : la précision des dimensions de distance entre les surfaces et la précision de la position relative (telle que la coaxialité, le parallélisme, la verticalité et le battement circulaire, etc.). L'étude de la relation de position relative entre les surfaces des pièces ne peut être séparée de la donnée. Sans donnée claire, la position de la surface de la pièce ne peut être déterminée. En général, la référence est le point, la ligne et la surface de la pièce utilisée pour déterminer la position d'autres points, lignes et surfaces. Les données peuvent être divisées en deux catégories : les données de conception et les données de processus selon leurs différentes fonctions.
1. Données de conception
La référence utilisée pour déterminer d'autres points, lignes et surfaces sur le dessin de la pièce est appelée référence de conception. Pour les pistons, les données de conception font référence à la ligne centrale du piston et à la ligne centrale du trou d'épingle.
2. Données de processus
La donnée utilisée par les pièces lors du traitement et de l’assemblage est appelée donnée de processus. Selon les différentes utilisations, la donnée process est divisée en donnée de positionnement, donnée de mesure et donnée d'assemblage.
1) Données de positionnement : Les données utilisées pour que la pièce à usiner occupe la position correcte dans la machine-outil ou le montage pendant le traitement sont appelées données de positionnement. Selon les différents éléments de positionnement, les plus couramment utilisées sont les deux catégories suivantes :
Positionnement de centrage automatique : tel que le positionnement du mandrin à trois-mors.
Positionnement du manchon de positionnement : l'élément de positionnement est transformé en un manchon de positionnement, tel que le positionnement de la plaque d'arrêt.
D'autres incluent le positionnement dans un cadre en forme de V-, le positionnement dans un trou semi-circulaire, etc.
2) Données de mesure : Les données utilisées pour mesurer la taille et la position de la surface traitée lors de l'inspection des pièces sont appelées données de mesure.
3) Données d'assemblage : La donnée utilisée pour déterminer la position de la pièce dans le composant ou le produit lors de l'assemblage est appelée donnée d'assemblage.
2. Méthode d'installation de la pièce
Afin d'usiner une surface qui répond aux exigences techniques spécifiées sur une certaine partie de la pièce, la pièce doit occuper une position correcte par rapport à l'outil sur la machine-outil avant l'usinage. Ce processus est généralement appelé « positionnement » de la pièce. Une fois la pièce positionnée, en raison des effets de la force de coupe, de la gravité, etc. pendant le traitement, un certain mécanisme doit être utilisé pour « serrer » la pièce afin que sa position déterminée reste inchangée. Le processus consistant à faire en sorte que la pièce à usiner occupe la position correcte sur la machine-outil et à serrer la pièce est appelé « installation ».
La qualité de l'installation des pièces est un problème important dans le traitement mécanique. Cela affecte non seulement directement la précision du traitement, la vitesse et la stabilité de l'installation des pièces, mais affecte également le niveau de productivité. Afin de garantir la précision de position relative entre la surface de traitement et ses données de conception, les données de conception de la surface de traitement doivent occuper une position correcte par rapport à la machine-outil lorsque la pièce est installée. Par exemple, lors du tournage fin de la rainure annulaire, afin de garantir les exigences de battement circulaire du diamètre inférieur de la rainure annulaire et de l'axe de la jupe, la pièce doit être installée de manière à ce que ses données de conception coïncident avec l'axe de la broche de la machine-outil.
Il existe différentes méthodes d'installation lors du traitement de pièces sur diverses machines-outils. Les méthodes d'installation peuvent être résumées en trois types : méthode d'alignement direct, méthode d'alignement en ligne et méthode d'installation de luminaires.
1) Méthode d'alignement direct Lorsque cette méthode est utilisée, la position correcte que la pièce doit occuper sur la machine-outil est obtenue grâce à une série de tentatives. La méthode spécifique consiste à installer la pièce directement sur la machine-outil, à utiliser un indicateur à cadran ou une aiguille sur la plaque à aiguille pour corriger visuellement la position correcte de la pièce et à calibrer tout en vérifiant jusqu'à ce qu'elle réponde aux exigences.
La précision de positionnement et la vitesse de la méthode d'alignement direct dépendent de la précision de l'alignement, de la méthode d'alignement, des outils d'alignement et du niveau technique des travailleurs. Ses inconvénients sont qu'il prend beaucoup de temps, qu'il a une faible productivité, qu'il doit être utilisé en fonction de l'expérience et qu'il nécessite des compétences élevées pour les travailleurs. Il n'est donc utilisé que dans la production de-pièces uniques et de petits-lots. Par exemple, l’alignement qui repose sur l’imitation de la forme appartient à la méthode d’alignement direct.
2) Méthode d'alignement de marquage Cette méthode consiste à utiliser une aiguille de marquage sur une machine-outil pour aligner la pièce en fonction de la ligne tracée sur l'ébauche ou le produit semi-fini - afin de lui faire obtenir la position correcte. Évidemment, cette méthode nécessite un processus de marquage supplémentaire. La ligne tracée elle-même a une certaine largeur, et il y a une erreur de marquage lors du marquage, ainsi qu'une erreur d'observation lors de la correction de la position de la pièce. Par conséquent, cette méthode est principalement utilisée pour le traitement grossier avec de petits lots de production, une faible précision du flan et de grandes pièces qui ne conviennent pas à l'utilisation de montages. Par exemple, la détermination de la position du trou d'épingle d'un produit à deux-temps consiste à utiliser la méthode de marquage de la tête de division pour l'alignement.
3) Utiliser la méthode d'installation du dispositif : L'équipement de traitement utilisé pour serrer la pièce à usiner afin qu'elle occupe la position correcte est appelé dispositif de fixation pour machine-outil. Le luminaire est un dispositif supplémentaire de la machine-outil. Sa position par rapport à l'outil sur la machine-outil a été pré-ajustée avant l'installation de la pièce. Par conséquent, lors du traitement d'un lot de pièces, il n'est pas nécessaire de les aligner et de les positionner une par une, et les exigences techniques du traitement peuvent être garanties. C'est à la fois-économie de travail et-sans problème. Il s’agit d’une méthode de positionnement efficace et largement utilisée dans la production par lots et en série. Notre traitement actuel des pistons utilise la méthode d’installation des luminaires.
①. Une fois la pièce positionnée, l'opération consistant à maintenir la position de positionnement inchangée pendant le traitement est appelée serrage. Le dispositif du luminaire qui maintient la position de positionnement inchangée pendant le traitement est appelé dispositif de serrage.
②. Le dispositif de serrage doit répondre aux exigences suivantes : lors du serrage, le positionnement de la pièce ne doit pas être détruit ; après le serrage, la position de la pièce ne doit pas changer pendant le traitement et le serrage doit être précis, sûr et fiable ; l'action de serrage est rapide, l'opération est pratique et permet d'économiser du travail ; la structure est simple et facile à fabriquer.
③. Précautions lors du serrage : La force de serrage doit être appropriée. Trop de choses entraîneront une déformation de la pièce, et trop peu feront bouger la pièce pendant le traitement et détruiront le positionnement de la pièce.
3. Connaissances de base en découpe de métaux
1. Mouvement de rotation et surface formée
Mouvement de rotation : lors du processus de coupe, afin d'éliminer l'excès de métal, la pièce et l'outil doivent effectuer un mouvement de coupe relatif. Le mouvement consistant à utiliser un outil de tournage pour éliminer l'excès de métal sur la pièce sur un tour est appelé mouvement de tournage, qui peut être divisé en mouvement principal et mouvement d'avance.
Mouvement principal : Le mouvement consistant à retirer directement la couche de coupe sur la pièce et à la convertir en copeaux, formant ainsi une nouvelle surface de la pièce, est appelé mouvement principal. Lors de la coupe, le mouvement de rotation de la pièce est le mouvement principal. Habituellement, la vitesse du mouvement principal est plus élevée et la puissance de coupe consommée est plus importante.
Mouvement d'alimentation : le mouvement qui met continuellement de nouvelles couches de coupe dans la coupe. Le mouvement d'avance est le mouvement le long de la surface de la pièce à former, qui peut être un mouvement continu ou un mouvement intermittent. Par exemple, le mouvement de l'outil de tournage sur un tour horizontal est un mouvement continu et le mouvement d'avance de la pièce sur une raboteuse est un mouvement intermittent.
Surface formée sur la pièce : Pendant le processus de découpe, la pièce forme une surface usinée, une surface usinée et une surface à usiner. La surface usinée fait référence à la nouvelle surface formée en éliminant l'excès de métal. La surface à usiner fait référence à la surface où la couche métallique est sur le point d'être découpée. La surface d'usinage fait référence à la surface sur laquelle tourne le tranchant de l'outil de tournage.
2. Les trois éléments des paramètres de coupe font référence à la profondeur de coupe, à l'avance et à la vitesse de coupe.
1) Profondeur de coupe : ap=(dw-dm) / 2 (mm) dw=diamètre de la pièce non usinée dm=diamètre de la pièce usinée, et la profondeur de coupe est ce que nous appelons habituellement la profondeur de coupe.
Sélection de la profondeur de coupe : La profondeur de coupe p doit être déterminée en fonction de la surépaisseur d'usinage. Lors de l'ébauche, en plus de laisser la surépaisseur pour la finition, toutes les surépaisseurs d'ébauche doivent être supprimées autant que possible en une seule passe. Cela peut non seulement rendre le produit de la profondeur de coupe, de l'avance ƒ et de la vitesse de coupe V élevé tout en garantissant une certaine durabilité, mais également réduire le nombre de passes. En cas de surépaisseur d'usinage excessive, de rigidité insuffisante du système de traitement ou de résistance insuffisante de la lame, la passe doit être divisée en deux passes ou plus. À ce stade, la profondeur de coupe du premier passage doit être plus grande, ce qui peut représenter 2/3 à 3/4 de la tolérance totale ; et la profondeur de coupe de la deuxième passe doit être plus petite, de sorte que le processus de finition puisse obtenir une valeur de paramètre de rugosité de surface plus petite et une précision d'usinage plus élevée.
Lors de la coupe de pièces moulées, de pièces forgées ou d'acier inoxydable avec une surface durcie, la profondeur de coupe doit dépasser la dureté ou la couche durcie pour éviter de couper le tranchant de la couche durcie.
2) Sélection de l'avance : déplacement relatif de la pièce à usiner et de l'outil dans le sens du mouvement d'avance pour chaque rotation ou mouvement alternatif de la pièce ou de l'outil, en mm. Une fois la profondeur de coupe sélectionnée, une vitesse d'avance plus grande doit être sélectionnée autant que possible. La sélection d'une valeur raisonnable de la vitesse d'avance doit garantir que la machine-outil et l'outil ne sont pas endommagés en raison d'une force de coupe excessive, que la déviation de la pièce provoquée par la force de coupe ne dépasse pas la valeur autorisée par la précision de la pièce et que la valeur du paramètre de rugosité de surface n'est pas trop grande. Lors de l'usinage d'ébauche, le principal facteur limitant de l'avance est la force de coupe, tandis que lors de la semi-finition et de la finition, le principal facteur limitant de l'avance est la rugosité de la surface.
3) Sélection de la vitesse de coupe : Lors de la coupe, vitesse instantanée d'un point du tranchant de l'outil par rapport à la surface à usiner dans le sens principal du mouvement, en m/min. Lorsque la profondeur de coupe p et l'avance ƒ sont sélectionnées, la vitesse de coupe maximale est sélectionnée sur cette base. L'orientation du développement du traitement de découpe est le traitement de découpe à grande vitesse.
IV. Concept mécanique de rugosité
En mécanique, la rugosité fait référence aux caractéristiques de forme géométrique microscopique composées de petits espacements et de pics et de vallées sur la surface usinée. C'est l'un des enjeux de la recherche sur l'interchangeabilité. La rugosité de surface est généralement formée par la méthode de traitement utilisée et d'autres facteurs, tels que le frottement entre l'outil et la surface de la pièce pendant le traitement, la déformation plastique du métal de surface lors de la séparation des copeaux et les vibrations à haute fréquence dans le système de traitement. En raison des différences dans les méthodes de traitement et les matériaux des pièces à usiner, la profondeur, la densité, la forme et la texture des marques laissées sur la surface usinée sont différentes. La rugosité de surface est étroitement liée aux propriétés d'adaptation, à la résistance à l'usure, à la résistance à la fatigue, à la rigidité de contact, aux vibrations et au bruit des pièces mécaniques, et a un impact important sur la durée de vie et la fiabilité des produits mécaniques.
Méthode de représentation de la rugosité
Après traitement, la surface de la pièce semble très lisse, mais elle est inégale lorsqu'elle est agrandie. La rugosité de surface fait référence aux caractéristiques géométriques microscopiques composées de petits espacements et de minuscules pics et vallées à la surface des pièces traitées, qui sont généralement formées par les méthodes de traitement et (ou) d'autres facteurs. Les fonctions de la surface de la pièce sont différentes et les valeurs requises des paramètres de rugosité de surface sont également différentes. Le code de rugosité de surface (symbole) doit être marqué sur le dessin de la pièce pour illustrer les caractéristiques de surface qui doivent être obtenues une fois la surface terminée. Il existe trois paramètres de hauteur de rugosité de surface :
1. Écart moyen arithmétique Ra du contour
Moyenne arithmétique de la valeur absolue de la distance entre le point sur la courbe de niveau le long de la direction de mesure (direction Y) et la ligne de référence dans la longueur d'échantillonnage.
2. Hauteur de dix-points de micro-rugosité Rz
Fait référence à la valeur moyenne des cinq plus grandes hauteurs de pic de contour et à la valeur moyenne des cinq plus grandes profondeurs de vallée de contour sur la longueur d'échantillonnage.
3. Hauteur maximale du contour Ry
Distance entre la ligne supérieure du pic le plus élevé et la ligne inférieure de la vallée la plus basse du contour dans la longueur d'échantillonnage.
À l’heure actuelle, Ra est principalement utilisé dans l’industrie générale de fabrication de machines.
4. Méthode de représentation de la rugosité
5. L'influence de la rugosité sur les performances des pièces
La qualité de surface de la pièce après traitement affecte directement les propriétés physiques, chimiques et mécaniques de la pièce. Les performances de travail, la fiabilité et la durée de vie du produit dépendent dans une large mesure de la qualité de surface des pièces principales. D'une manière générale, les exigences en matière de qualité de surface des pièces importantes ou clés sont supérieures à celles des pièces ordinaires. En effet, les pièces présentant une bonne qualité de surface amélioreront considérablement leur résistance à l'usure, à la corrosion et à la fatigue.
6. Liquide de coupe
1) Le rôle du liquide de coupe
Effet de refroidissement : la chaleur de coupe peut éliminer une grande quantité de chaleur de coupe, améliorer les conditions de dissipation thermique, réduire la température de l'outil et de la pièce, prolongeant ainsi la durée de vie de l'outil et évitant les erreurs dimensionnelles causées par la déformation thermique de la pièce.
Effet lubrifiant : le fluide de coupe peut pénétrer entre la pièce et l'outil, formant un mince film d'adsorption dans le petit espace entre la puce et l'outil, réduisant le coefficient de frottement, réduisant ainsi la friction entre la puce de l'outil et la pièce, réduisant la force de coupe et la chaleur de coupe, réduisant l'usure de l'outil et améliorant la qualité de surface de la pièce. La lubrification est particulièrement importante pour la finition.
Effet nettoyant : les minuscules copeaux générés pendant le processus de nettoyage adhèrent facilement à la pièce et à l'outil, en particulier lors du perçage de trous profonds et de l'alésage, les copeaux sont faciles à obstruer dans la rainure des copeaux, affectant la rugosité de la surface de la pièce et la durée de vie de l'outil. L’utilisation d’un liquide de coupe peut rapidement éliminer les copeaux, afin que la coupe puisse se dérouler en douceur.
2) Types : Il existe deux principaux types de fluides de coupe couramment utilisés.
Émulsion : Elle joue principalement un rôle rafraîchissant. L'émulsion est obtenue en diluant l'huile émulsionnée avec 15 à 20 fois d'eau. Ce type de fluide de coupe a une chaleur spécifique importante, une faible viscosité, une bonne fluidité et peut absorber une grande quantité de chaleur. L'objectif principal de l'utilisation de ce type de fluide de coupe est de refroidir l'outil et la pièce, d'augmenter la durée de vie de l'outil et de réduire la déformation thermique. L'émulsion contient plus d'eau et les fonctions lubrifiantes et antirouille-sont médiocres.
Huile de coupe : Le composant principal de l’huile de coupe est l’huile minérale. Ce type de fluide de coupe a une faible chaleur spécifique, une grande viscosité et une faible fluidité. Il joue principalement un rôle lubrifiant. Les huiles minérales à faible viscosité, telles que l'huile moteur, le diesel léger, le kérosène, etc., sont couramment utilisées.
