Qu’est-ce que l’usinage de filetage ?
Le processus de filetage dans la conception mécanique consiste à former des rainures hélicoïdales ou en spirale sur une pièce, permettant de créer des filetages de vis à des fins de fixation.
Dans le domaine de l'usinage de filetage, plusieurs terminologies clés sont essentielles à la compréhension et à l'exécution efficace du processus. Le pas fait référence à la distance entre les filetages adjacents, ce qui est crucial pour assembler les composants de manière transparente. L'angle du filetage, un autre terme essentiel, est l'angle formé par les côtés du filetage, qui influence la résistance et la capacité de charge de la connexion filetée. De plus, les diamètres majeurs et mineurs jouent un rôle important ; le diamètre primaire est le plus grand diamètre d'un filetage, tandis que le diamètre nominal est le plus petit. Ces dimensions sont essentielles pour garantir un ajustement parfait des filetages, offrant ainsi un assemblage sûr et fiable dans diverses applications mécaniques.
Type de fil
Les filetages, structures hélicoïdales qui facilitent l'assemblage des composants, sont disponibles en différents types pour répondre à différentes applications et exigences de fabrication. Comprendre les types de filetages est crucial pour sélectionner la méthode de filetage appropriée et garantir la compatibilité entre les pièces.
Les filetages externes et les filetages internes sont les principales catégories, avec des filetages externes présents sur les boulons et les vis et des filetages internes à l'intérieur des écrous ou des trous taraudés. Cette distinction est fondamentale dans la conception mécanique, car elle permet aux pièces de s'emboîter en toute sécurité.
Les filetages métriques et nationaux unifiés (UN) font partie des types de filetage les plus courants. Les filetages métriques, définis par leur pas en millimètres, sont répandus dans la plupart des régions du monde et respectent les normes internationales en matière de dimensions et de tolérances. Ils se caractérisent par leur simplicité et leur uniformité, ce qui les rend adaptés à diverses applications.
D’un autre côté, les threads Unified National sont principalement utilisés aux États-Unis et au Canada. Ces filetages sont identifiés par leur pas en fils par pouce (TPI), les filetages UN étant subdivisés en catégories UNC (grossier), UNF (OK) et UNEF (extra fin), chacune servant à des fins différentes en fonction de la résistance et de la précision requises. .
Un autre type nécessaire est le National Pipe Thread (NPT), spécialement conçu pour sceller les joints de tuyaux. Les filetages NPT sont coniques, permettant un joint plus étanche et plus résistant aux fluides, essentiel dans les applications de plomberie et de transfert de fluides.
Méthodes d'usinage de filetage
L'usinage de filetages englobe une variété de méthodes et d'outils conçus pour produire des filetages précis sur des pièces. Le choix entre ces méthodes, principalement le filetage et le formage du filetage, dépend du matériau, de l'application et de la finition souhaitée du filetage.
Le filetage consiste à retirer de la matière d'une pièce pour former des filetages, en utilisant des outils tels que des tarauds et des filières pour les filetages internes et externes, respectivement. Les principales méthodes de filetage sont le fraisage de filetage, la rectification de filetage, le rodage de filetage, le taraudage et le manchonnage et le roulage de filetage.
Filetage fraisage
Le fraisage des filets est réalisé sur une fraiseuse ou un centre d'usinage CNC. Il s'agit d'utiliser un outil de coupe monopoint ou multipoint pour créer des filetages dans un mouvement en spirale. Le fraisage sur une fraiseuse à fileter s'effectue avec une fraise à disque ou à peigne. La fraise à disque est principalement utilisée pour fraiser des filetages extérieurs trapézoïdaux sur des vis, des vis sans fin, etc. La fraise à peigne est utilisée pour fraiser des filetages intérieurs.
La fraise à peigne est utilisée pour fraiser des filetages communs internes et externes et des filetages coniques car elle fraise avec une fraise à plusieurs cannelures et la longueur de sa partie active est supérieure à la longueur du filetage traité, de sorte que la pièce à usiner est seulement utilisé pour le fraisage. Puisqu'il s'agit d'une fraise à plusieurs cannelures et que la taille de sa partie active est plus longue que la longueur du filetage à traiter, la pièce à usiner n'a besoin que d'être tournée de 1.25 à 1.5 tours et peut être traitée, ce qui a une productivité élevée. Cette méthode convient à la production par lots de pièces filetées de précision générale ou d'ébauche avant meulage.
Meulage de fil
Le meulage de filetage utilise une meule abrasive rotative pour enlever la matière et créer des filetages précis. Il est principalement utilisé pour le traitement de filetages de précision de pièces durcies sur des rectifieuses de filetage. Il est divisé en deux types de meules selon les différentes formes de section transversale des meules : les meules monofilaires et les meules multifilaires.
La précision du pas obtenue par le meulage sur une seule ligne est de 5 à 6 niveaux, la rugosité de la surface est de R1.25 à 0.08 microns et il est pratique de dresser la meule. Cette méthode convient au meulage de vis de précision. Cette méthode est idéale pour meuler des vis de précision, des jauges de filetage, des engrenages à vis sans fin, de petits lots de pièces filetées et des fraises-mères de précision.
Tapotement
Le taraudage est le processus consistant à couper des filetages internes dans un trou avec un outil appelé taraud. Il est couramment utilisé pour les écrous, les trous filetés et autres filetages internes. Les tarauds sont disponibles en différents types, notamment à cannelure droite, à pointe en spirale (pour les trous traversants) et à cannelure en spirale (pour les trous borgnes), chacun étant conçu pour éjecter les copeaux et empêcher efficacement le bourrage.
La précision d'usinage du taraudage ou du filetage dépend de la précision des tarauds ou des dents de la plaque. Usinage Bien qu'il existe de nombreuses façons d'usiner des filetages internes et externes, les filetages internes de petits diamètres ne peuvent être traités qu'à l'aide de tarauds. Le taraudage et le filetage peuvent être effectués manuellement ou à la main. Tours, perceuses, taraudeuses et machines à fileter.
Filetage de filière
Le filetage à matrice est utilisé pour couper des filetages externes sur des pièces cylindriques, telles que des boulons et des tiges. Les matrices sont des outils circulaires dotés de filetages internes qui coupent la pièce lorsqu'ils tournent autour d'elle. Les matrices réglables permettent des ajustements mineurs de taille, permettant un ajustement serré de la partie filetée.
Roulement de fil
Il s'agit d'un procédé d'obtention de filetages par déformation plastique de la pièce avec une filière de laminage de forme. Le roulage des filets est généralement réalisé sur des machines à rouler les filets. Machine à rouler les fils ou dans le tour automatique attaché à la tête de roulement des fils à ouverture et fermeture automatiques sur le On, adaptée à la production en série de fixations standard et d'autres joints filetés du filetage externe.
Le diamètre extérieur du fil à rouler ne dépasse généralement pas 25 mm, la longueur ne dépasse pas 100 mm et la précision du filetage peut aller jusqu'au grade 2 (GB1000). La précision du filetage peut aller jusqu'au niveau 2 (GB197-63) ; le diamètre de l'ébauche utilisée est à peu près égal au diamètre central du fil traité.
Les avantages du roulage du fil
- La rugosité de la surface est inférieure à celle du tournage, du fraisage et du meulage.
- Le roulage de la surface du filetage grâce au durcissement à froid peut améliorer la résistance et la dureté.
- Utilisation élevée des matériaux.
- Productivité par rapport à la découpe doublée et facile à automatiser.
- La durée de vie des matrices est longue. et la dureté.
- Taux d'utilisation élevé des matériaux.
- La productivité du processus de découpe a augmenté de façon exponentielle et il est facile à automatiser.
Comment usiner le fil ?
Sélection du bon outil
Choisissez l'outil de filetage approprié en fonction du type de filetage (interne ou externe), du matériau et de la finition souhaitée. Par exemple, des tarauds pour filetages internes, des matrices pour filetages externes ou des outils de fraisage pour le fraisage de filetages.
Materielle préparation
Préparez le matériau de la pièce à usiner en vous assurant qu'il est adapté au type de filetage et au processus d'usinage. Cela peut impliquer de sélectionner un matériau présentant les bonnes propriétés de filetage ou de coupe.
Configuration de la machine
Configurez la machine, qu'il s'agisse d'un tour, d'une fraiseuse ou d'une machine à fileter spécialisée, avec l'outillage et les paramètres appropriés pour l'usinage du filetage. Cela inclut le pas, la profondeur et le diamètre du filetage.
Processus de coupe : Procédez au processus de filetage, qui peut impliquer un taraudage, un filetage à la matrice, un filetage en un seul point, un fraisage de filetage ou une autre méthode appropriée. Un trou est d'abord percé à la taille du foret pour les filetages internes. Pour les filetages extérieurs, la pièce est préparée au diamètre correct.
Inspection et finition
Après l'usinage, inspectez le filetage pour vérifier sa précision, ses dimensions et sa finition. Utilisez des jauges ou des outils de mesure de précision pour vous assurer que le filetage répond aux spécifications requises. Tous les processus de finition nécessaires, tels que l'ébavurage ou le polissage, doivent être effectués pour obtenir la qualité souhaitée.
Conseils pour l'usinage du fil
L'usinage de filetages implique une série d'étapes et de considérations pour garantir la production de filetages précis et fonctionnels qui répondent aux exigences spécifiques des applications.
-Lors du taraudage, le contrôle des copeaux est un gros problème qui ne doit pas être ignoré, en particulier lors de l'usinage de matériaux moins durs, plus denses et sujets aux copeaux longs.
-L'extrémité mâle de la pièce doit être chanfreinée.
-L'extrémité du filetage femelle doit avoir un trou fraisé.
-Les tailles de filetage standard sont plus économiques.
-Déterminez si la connexion filetée est un événement ponctuel ou nécessite un démontage fréquent, ce qui affecte le besoin de durabilité du filetage.
-Les filetages grossiers sont généralement plus faciles à usiner et ont une résistance à la traction élevée, tandis que les filetages fins conviennent aux applications soumises à des charges et à des vibrations plus élevées.
Conclusion
La fabrication de pièces de haute qualité nécessite une compréhension approfondie des différents processus de fabrication. Parmi de nombreux processus, la coupe des filetages d’usinage est particulièrement critique. Bien que ce processus puisse sembler complexe au départ, il est essentiel pour tout produit nécessitant un assemblage ou un couplage et ne doit jamais être ignoré à la légère.
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