Comprendre le rainurage : le type, les techniques et les outils de précision CNC

Le rainurage, une opération fondamentale du tour CNC, consiste à fabriquer avec précision des rainures répondant à des spécifications exactes, afin d'améliorer la fonctionnalité et les performances des composants.

Table des matières

Qu’est-ce que le rainurage ?

Rainurage interne radial et axial
Rainurage interne radial et axial

Le rainurage, également appelé évidement, est une opération d’usinage importante réalisée sur les tours CNC. Le rainurage consiste à réaliser des rainures exactes dans une pièce, ce qui est essentiel pour l’assemblage de composants tels que les joints toriques.

Le processus est réalisé à l’aide d’outils conçus différemment en fonction de considérations relatives aux dimensions, à la forme et à la dureté. Les principales techniques sont le tournage droit, le rainurage de face et le contournage. Chaque composant est sélectionné en fonction des exigences du projet, comme le type de matériau et la taille de la rainure.

Le rainurage est l’un des éléments les plus critiques de la fabrication. Il garantit la précision et la flexibilité de la production. Il constitue l’épine dorsale de l’industrie moderne. Il améliore l’efficacité et la qualité des pièces fabriquées et constitue l’une des principales techniques utilisées dans le secteur.

Comprendre les différentes techniques de rainurage

Tournage en ligne droite

Le tournage droit implique un mouvement linéaire d’entrée et de sortie de la pièce de matériau afin d’en façonner une rainure ouverte ou d’en ajuster le diamètre. Cette technique, bien que simple et facile à mettre en œuvre, va toujours de pair avec les coupes de rainurage continu.

Rainurage de face

Le profilage de face est la technique supérieure pour la formation de rainures en V ou en U orientées vers l’avant sur des pièces fonctionnelles. Grâce à l’utilisation d’outils de rainurage en brique, cette approche permet d’atteindre des angles qui ne seraient pas possibles autrement, ce qui permet d’atteindre un niveau de précision élevé sur les coupes radiales.

Contour Grooving

Outils de rainurage intérieur pour petits diamètres à haute performance

Le rainurage de contour vise à obtenir des motifs de rainurage difficiles, complexes, non linéaires, comportant des courbes ou des variations de direction. Cette méthode complexe nécessite donc un logiciel de pointe, qui gère avec talent la formation et la reformation constantes des rainures.

Rainurage interne

Le rainurage interne consiste à tailler des rainures à l’intérieur d’une pièce chambrée. Cette étape est essentielle pour la fixation de pièces telles que les joints et les circlips. La procédure efficace de rainurage interne exige l’application d’un débit élevé de liquide de refroidissement pour l’enlèvement de matière et le contrôle des copeaux, en commençant par les lignes arrière et avant du trou.

Rainurage externe

Rainurage externe
Rainurage externe

Le rainurage se caractérise par la mise en forme de la partie extérieure de l’objet.It comprend :

  • Rainurage à coupe unique : Les inserts sont souvent utilisés pour réaliser des rainures simples et peu profondes avec une finition précise pour la production de masse. En outre, des profils spécifiques sont réalisés à l’aide d’inserts.
  • Rainurage multiple : Il s’agit d’une gravure progressive de plusieurs rainures profondes qui nécessitent une augmentation de l’avance de 30 à 50 % pour assurer un écoulement régulier.
  • Rampage : Il s’agit d’une rotation autour de l’axe vertical représentant le mouvement circulaire séquentiel et la direction radiale, ce qui permet d’obtenir des rainures, similaires au processus de fraisage en bout, avec un couple réduit pour le contrôle des copeaux.

Types d’outils de rainurage

Outils de rainurage interne et frontal pour petits diamètres de trous
Outils de rainurage interne et frontal pour petits diamètres de trous

Le matériau de construction de ces outils, qui varie de l’acier rapide (HSS) au carbure et à la céramique, est l’un des facteurs déterminants de leur performance et de leur capacité à faire face à différentes conditions d’usinage et à différents matériaux. Le choix du matériau de l’outil est un facteur très important car il détermine en grande partie l’efficacité des opérations, la qualité des finitions de surface et la durée de vie de l’outil.

Dans le cas des opérations de tournage CNC, la connaissance des principaux types d’outils de rainurage et de leurs utilisations particulières permet d’atteindre le niveau de précision et d’efficacité requis. undefined

Outils de rainurage de face

Les outils de rainurage de face sont conçus dans un souci de précision. Ils effectuent des coupes axiales le long de la face frontale d’un composant en veillant à ce que le rayon de la rainure soit le même que celui de l’outil. La précision est essentielle pour un enlèvement efficace des copeaux, ce qui permet d’éviter les défaillances des outils au cours du processus.

Outils de rainurage du diamètre extérieur

Les outils de rainurage du diamètre extérieur sont utilisés pour créer des rainures sur les surfaces extérieures des pièces à usiner. Pour ce faire, ils sont dotés de trous d’arrosage, comme la plupart des fraises, ce qui améliore leur résistance à l’usure et leur durabilité en cas d’utilisation constante.

Outils de rainurage du diamètre intérieur

Pour les rainures internes, on utilise des outils de rainurage à diamètre intérieur. Ces composants sont fabriqués dans des matériaux durs tels que le carbure ou le diamant, qui conservent une grande précision et une grande durabilité, même en travaillant dans les espaces restreints d’une pièce creuse.

Outils de tournage et de coupe pour le rainurage

Les outils de tournage pour le rainurage sont extrêmement polyvalents et peuvent être utilisés pour toute une série de tâches de rainurage, y compris la réalisation de rainurages de contour spéciaux. Les outils à tronçonner, qui servent également à couper une pièce en deux parties distinctes, sont également utilisés pour percer des rainures exceptionnellement étroites.

Considérations clés dans l’usinage par rainurage:.

Type de matériau

Le type de matériau a une grande influence sur la stratégie d’usinage à utiliser. Les types de matériaux jouent un rôle dans la sélection des instruments de rainurage et de leurs caractéristiques. Par exemple, si l’on utilise des matériaux plus durs, il faut des outils durables, comme le carbure ou la céramique, pour résister à l’usure, tandis que les matériaux plus tendres peuvent permettre une vitesse d’usinage plus rapide et, par conséquent, une usure moindre des outils.

Géométrie des rainures

La géométrie de la rainure, à son tour, influence les outils utilisés et les techniques qui seront employées pendant l’usinage. Les dimensions du motif (largeur, profondeur et profil) doivent correspondre à l’objectif de la fabrication, qu’il s’agisse de pistes d’étanchéité ou de pistes nécessitant un aspect plus lisse.

Sélection des outils

Le choix de l’outil de rainurage a un impact important. Il faut s’assurer que les outils correspondent à la fois à la taille et à la forme de la rainure et au matériau à tailler, afin de minimiser l’usure et d’améliorer l’efficacité. Des outils aux spécifications variées, adaptés au rainurage interne ou externe, permettent d’effectuer un travail précis en combinant les exigences et l’équipement.

Paramètres de coupe

Type Les paramètres, tels que la profondeur de coupe, l’avance et la vitesse de rotation de la broche, doivent être précisément basés sur la dureté du matériau et la forme spécifique de la rainure. Un réglage correct est essentiel pour éviter toute défaillance de l’outil et pour produire une surface de qualité supérieure.

Contrôle des puces

Un bon contrôle des copeaux est essentiel pour protéger la qualité de l’outil et obtenir une finition uniforme. La géométrie correcte de l’outil d’évacuation des copeaux et le type de refroidissement de la coupe sont les principaux facteurs qui influencent l’efficacité de l’évacuation des copeaux afin d’éviter la rupture de l’outil et d’obtenir une opération en douceur.

Comment améliorer l’usinage par rainurage ?

Opération de rainurage sur un tour

Mesures de précision : La précision est primordiale dans l’usinage par rainurage. L’utilisation d’outils de précision tels que les micromètres, les jauges à bouchon et les pieds à coulisse permet de s’assurer que les rainures sont exécutées conformément aux spécifications exactes. La vérification régulière des mesures pendant les opérations permet d’atténuer les erreurs qui compromettent la fonctionnalité du composant.

Sélection et entretien des outils

Le choix de l’engrenage approprié pour le rainurage est une étape essentielle. Il est nécessaire d’utiliser des outils en acier rapide ou en carbure en raison de leur durabilité et de leurs performances élevées, en particulier pour les matériaux durs ou difficiles. En outre, il est également important d’affûter correctement les outils. Cependant, des outils de mauvaise qualité peuvent entraîner la dégradation de la rainure, ainsi que des finitions de surface médiocres, voire des ruptures d’outils. L’affûtage des outils et le choix de l’outil approprié à la tâche améliorent non seulement l’efficacité, mais aussi la qualité du résultat.

Optimisation des paramètres de coupe

Il est indispensable d’équilibrer la vitesse d’avance et la vitesse de coupe pour obtenir les meilleures performances d’usinage et le meilleur état de surface. Une vitesse d’avance plus lente aide l’outil à briser les copeaux, tandis qu’une vitesse de coupe rapide prolonge la durée de vie de l’outil et améliore la qualité de la surface. Outre l’ajustement de ces facteurs, il est également possible de gérer l’usure de l’outil en réduisant la vitesse et l’avance, ce qui permet de prolonger la durée de vie de l’outil lors de l’usinage de matériaux durs.

Contrôle efficace des copeaux

La gestion des copeaux est essentielle pour éviter l’obstruction des buses et maintenir le bon fonctionnement de l’équipement. L’utilisation de brise-copeaux ou l’application d’un liquide de coupe approprié permet de réduire la taille des copeaux et de faciliter leur évacuation. Ce faisant, l’utilisateur préserve l’outil et conserve la forme de la rainure.

Utilisation de fluides de coupe

Les fluides de coupe jouent un rôle dans la minimisation de la production de chaleur dans l’outil et la pièce à usiner pendant le processus de rainurage. Ils aident à lubrifier la procédure de coupe, ce qui est très important pour la durée de vie de l’outil et la taille de la coupe. Une sélection appropriée de la viscosité assurera le bon déroulement du processus en améliorant la formation des copeaux et en réduisant le taux d’usure.

Conclusion

Le rainurage de précision garantit une qualité et une fonctionnalité optimales de l’usinage. Pour obtenir des résultats optimaux, il est essentiel de respecter les meilleures pratiques en matière de sélection des outils et des paramètres de coupe.

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FAQS

Que signifie pour vous la distinction entre une rainure et un sillon ?

Une fente est un trou/ouverture long et fin dans lequel un objet, comme une pièce de monnaie ou une clé, est inséré. Une rainure est similaire mais différente en ce sens qu’elle a pour but de faire tourner, de guider ou de maintenir d’autres composants au sein d’un assemblage.

Quel est le meilleur matériau pour la création d’un outil de rainurage?

L’acier rapide (HSS) et le carbure sont les principales compositions des outils pour l’usinage des rainures. Le carbure est choisi en raison de sa dureté supérieure et de sa résistance à l’usure, en particulier pour la production de masse dans des conditions exigeantes.

Le revêtement est-il une exigence obligatoire pour les outils de rainurage ?

L’enduction n’est pas une étape critique, mais elle est très utile. Il peut prolonger de dix ans la durée de vie d’un outil en réduisant l’abrasion et le frottement. Les revêtements fréquemment utilisés sont le TiN et le DLC.

En quoi la rectification diffère-t-elle du rainurage ?

Le meulage consiste à découper des substances en morceaux à l’aide de disques ou de bandes abrasifs, principalement pour la finition des surfaces. Le rainurage, quant à lui, est un processus de découpage de rainures étroites, généralement réalisé à des fins d’assemblage ou d’élimination des contraintes.

La distinction entre le rainurage et l’alésage.

Le processus d’usinage par tournage consiste à créer des pièces cylindriques en faisant tourner le matériau autour d’outils de coupe fixes. Dans ce type d’opérations, le découpage de rainures dans la surface de la pièce, appelé « rainurage », peut faire partie des opérations de tournage.

Comment rouler une rainure dans un tuyau?

  1. Préparer le tuyau : Nettoyer la surface du tuyau où la rainure sera roulée pour s’assurer qu’il n’y a pas d’impuretés ou d’obstructions.
  2. Régler la rainureuse : Réglez la rainureuse en fonction du diamètre et de l’épaisseur du tuyau.
  3. Positionnez le tuyau : Fixez le tuyau dans la machine en veillant à ce qu’il soit stable et correctement aligné.
    Démarrez le processus de rainurage : Activez la machine et la roue de roulement appuiera sur le tuyau, formant une rainure autour de sa circonférence.
  4. Inspecter la rainure : Une fois que la machine a terminé le cycle, vérifiez l’uniformité et la profondeur de la rainure en fonction des spécifications requises.

Qu’est-ce qu’une formule de groove ?

Vitesse de coupe (V) : V=π×D×N
V est la vitesse de coupe en mètres par minute (m/min).
D est le diamètre de la pièce ou de l’outil en mètres.
N est la vitesse de la broche en tours par minute (RPM).

Vitesse d’avance (F) : F=N×f
F est la vitesse d’avance en millimètres par minute (mm/min).
f est l’avance par tour en millimètres (mm/rev).

Profondeur de coupe : Elle est généralement spécifiée en fonction des capacités de l’outil et du matériau de la pièce.

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