Analyse des procédés de forage et d’alamage

Dans le vaste domaine du traitement mécanique, l’usinage par trous est un maillon extrêmement critique. Les statistiques montrent que dans les pièces mécaniques typiques, les pièces avec trous représentent jusqu’à 60 % à 85 %, et la qualité de ces trous influence directement la précision d’assemblage et les performances des produits. Cet article analysera deux technologies clés d’usinage par trous : le perçage et l’alezage, et développera les caractéristiques de divers procédés.

1. Forage

1.1 Définition : Il s’agit d’un procédé d’usinage des trous initiaux dans des matériaux solides, et l’outil le plus couramment utilisé est la perceuse tournante. Grâce à la coupe rotative et à l’alimentation axiale du foret, le matériau est découpé en copeaux et déchargé pour former une structure de trou de base.

1.2 Points clés

1.2.1 Plage de précision

La précision dimensionnelle est généralement IT13-IT11 (tolérance ±0,1-0,3 mm), et la surface est relativement rugueuse (Ra50-12,5μm), ce qui convient aux trous non ajustés tels que les trous de boulon et les trous de fond filetage.

1.2.2 Compétences opérationnelles :

(1) Choisir le bon foret : forets en acier à grande vitesse ou revêtus pour les pièces en acier, et en carbure massif pour l’acier inoxydable.

(2) Paramètres de contrôle : vitesse de rotation élevée (1500-3000r/min) pour les matériaux tendres (aluminium, cuivre), et vitesse de rotation moyenne (800-1500r/min) pour les matériaux durs (acier).

(3) Assurer un bon positionnement : pour des trous de haute précision, il faut d’abord percer des trous centraux ; Avant de percer sur des surfaces inclinées, fraisez jusqu’à une surface plane ou utilisez un foret sphérique pour éviter le glissement de la surface.

1.3 Problèmes et solutions courants de forage

1.3.1 Déviation de forage (épuisement du foret)

(1) Causes : rigidité insuffisante de la mèche de forage, pièce non fixée, force d’avance inégale.

(2) Solutions :

• Commencez par utiliser une perceuse centrale pour le positionnement.
• Réduisez la vitesse d’alimentation et maintenez une pression uniforme.
• Utilisez des manchons guides ou des matrices de perçage.

1.3.2 Mur de trou rugueux (beaucoup de meules)

(1) Causes : usure du foret, paramètres de coupe inadéquats, mauvais retrait des copeaux.

(2) Solutions :

• Remplacez-le par un foret bien tranchant.
• Réduisez le débit d’avance et augmentez la vitesse de rotation.
• Utilisez du liquide de coupe pour améliorer l’enlèvement des éclats.

1.3.3 Casse du foret

(1) Causes : alimentation excessive, mèche émoussée, blocage des copeaux.

(2) Solutions :

• Vérifiez l’usure de la mèche de la foreuse.
• Utilisez le forage de Peck (cycle G83) pour les trous profonds.
• Assurez-vous d’une climatisation suffisante.

2. Émaillage

2.1 Définition : Il est utilisé pour finir des trous existants afin d’améliorer leur précision dimensionnelle et leur finition de surface. L’aléage utilise un alésoir basé sur un trou percé ou foré pour enlever une petite quantité de matériau, obtenant ainsi un diamètre de trou plus précis et une surface plus lisse.

2.2 Points clés

2.2.1 Plage de précision

La précision dimensionnelle peut atteindre IT9-IT6 (IT5 pour l’alamage de précision), et la surface est lisse (Ra3,2-0,2μm), ce qui convient à la fixation de trous tels que les trous de support et les trous de goupille de position.

2.2.2 Compétences opérationnelles :

(1) Contrôler la marge : 0,15-0,25 mm pour l’aléage brut, 0,05-0,1 mm pour l’aléage de précision, et augmenter de manière appropriée pour les matériaux durs.

(2) Traitement à basse vitesse : lorsque des alécheurs en acier à grande vitesse sont utilisés pour traiter des pièces en acier, la vitesse de rotation est de 3 à 8 m/min pour éviter la surchauffe et l’usure.

(3) Choisir le bon fluide de coupe : émulsion à haute pression pour les pièces en acier, kérosène pour l’aluminium/cuivre, et coupe sèche pour la fonte.

2.3 Problèmes courants d’alâzage et solutions

2.3.1 Diamètre de trou surdimensionné (hors tolérance)

(1) Causes : usure de l’aléreur, vitesse de coupe excessivement élevée, marge de manœuvre excessive.

(2) Solutions :

• Remplacez-le par un nouvel alésoir.
• Réduisez la vitesse de coupe de 20 %.
• Contrôler la marge du trou pré-usiné (0,1-0,2 mm).

2.3.2 Mur de trou rugueux (avec des marques de vibration)

(1) Causes : alimentation inégale, rigidité du système insuffisante, liquide de coupe insuffisant.

(2) Solutions :

• Utilisez une tête d’aléeur flottante (pour réduire les vibrations).
• Augmentez la concentration du liquide de coupe (10 % d’émulsion pour les pièces en acier).
• Réduisez le débit d’avance (f=0,05-0,1 mm/tr/pour un alezage précis).

2.3.3 Ébrèchage ou blocage du bord de l’aléeur

(1) Causes : Tolérance excessive, rotation inverse lors du retrait de l’outil, blocage des copeaux.

(2) Solutions :

• Contrôlez la marge (effectuez un alezage grossier → un aléage précis étape par étape).
• Maintenez la rotation vers l’avant lors du retrait de l’outil (utilisez le cycle G85 pour le contrôle numérique).
• Augmentez le nombre de copeaux enlevés lors de l’alezage en trous profonds.

3. Scénarios coopératifs :Les trous de haute précision sont généralement d’abord percés avec des marges puis finis par alâmer, comme les trous de roulement moteur.

Conclusion:

Maîtriser la logique de base de ces deux procédés peut répondre à la plupart des besoins d’usinage de trous et réaliser efficacement tout, des trous de montage simples aux trous d’ajustement précis.