Qu'est-ce que l'alésage dans l'usinage et les types d'outils d'alésage

L'alésage est l'une des méthodes d'usinage de précision des trous, utilisant un outil de coupe rotatif. Il permet de découper avec précision les trous sur les pièces, garantissant des dimensions intérieures lisses et précises. Par exemple, dans les produits en plastique tels que les tuyaux et connecteurs en plastique, l'alésage améliore la précision et la connectivité des trous. Dans les produits métalliques tels que les blocs moteurs, les roulements et les turbines, l'alésage est utilisé pour un usinage méticuleux afin d'obtenir la précision dimensionnelle et la rugosité de surface requises.

Dans l’usinage de composants destinés aux industries automobile et aérospatiale, il existe de nombreux trous d’assemblage de précision. Ils exigent des tolérances de position strictes et des exigences élevées en matière de rugosité de surface. Si vous recherchez un fournisseur de services d'alésage professionnel, BoYi serait votre meilleur choix. Nous possédons un équipement d'alésage avancé et une équipe technique compétente pour garantir que chaque pièce subit un alésage méticuleux, répondant à vos attentes en matière de précision dimensionnelle et de qualité de surface.

Dans ce guide, BoYi approfondira la définition de l'alésage, ses principes de fonctionnement, ses applications, les différents types d'alésoirs et comment les utiliser pour obtenir une précision inégalée.

Qu’est-ce que l’alésage ?

L'alésage est un processus axé sur l'affinage des trous existants (généralement effectué après un perçage ou un alésage) pour usiner avec précision la surface intérieure du trou. Il s'agit d'utiliser un outil de coupe appelé « alésoir » pour raser légèrement les parois intérieures du trou, agrandissant avec précision l'ouverture existante et améliorant la douceur de la surface des parois du trou. Cet outil est spécialement conçu pour l'usinage de précision, avec un faible taux d'enlèvement de matière qui affine encore la qualité de la surface intérieure du trou, répondant ainsi aux exigences de haute précision des pièces.

Cependant, dans les premières étapes du perçage des pièces, la plupart des fabricants ont tendance à utiliser des forets pour une coupe rapide. Les forets, grâce à leur capacité efficace d’enlèvement de matière, peuvent rapidement créer des trous initiaux dans les pièces. Cependant, il convient de noter que les forets visent principalement à éliminer rapidement de grandes quantités de matériaux plutôt qu'à obtenir des diamètres de trous de haute précision. Ainsi, pour les pièces nécessitant un usinage de haute précision, opter pour le procédé d’alésage est le bon choix. De plus, si vous souhaitez mieux comprendre les différences entre le perçage, l'alésage et l'alésage, il est recommandé de lire en profondeur les articles suivants pour acquérir une compréhension plus complète des caractéristiques et des avantages de ces processus d'usinage. que vous puissiez choisir le procédé le plus adapté pour répondre à vos besoins de fabrication de pièces.

Perçage, alésage et alésage : son processus et sa différence d'application

Comment aléser un trou : ses principes de processus

L'alésage est une méthode d'usinage de précision critique qui nécessite des étapes opérationnelles et des considérations précises pour garantir des résultats d'usinage optimaux. Vous trouverez ci-dessous un guide détaillé des opérations d'alésage :

Étape 1 : Sélectionnez une pièce typique en fonction des exigences d'usinage. Par exemple, l’alliage d’aluminium, de dureté modérée, convient aux opérations d’alésage. Choisissez un alésoir d'un diamètre de 8 mm.

Étape 2 : Utilisez un foret de repérage de 7.8 mm de diamètre pour le pré-perçage. La conception conique du foret de repérage contribue à assurer la stabilité pendant l'alésage. La profondeur du trou pré-percé est de 20 mm, offrant ainsi une bonne condition initiale pour les opérations d'alésage ultérieures.

Étape 3 : Insérez l'alésoir dans le trou pré-percé, en maintenant la position verticale et horizontale de l'outil. Faites tourner doucement la poignée pour introduire lentement l'alésoir dans la pièce à usiner. Pendant le processus de coupe, observez l'évacuation des copeaux et utilisez un pistolet pneumatique si nécessaire pour éviter que l'accumulation de copeaux n'affecte la coupe.

Étape 4 : Définissez les paramètres de coupe appropriés en fonction du matériau de la pièce et des caractéristiques de l'alésoir. Contrôlez la vitesse de coupe à 150 tr/min et l'avance à 0.1 mm/tour. Généralement, pour les matériaux plus durs, réduisez la vitesse de coupe et l’avance ; pour les matériaux plus tendres, augmentez la vitesse de coupe et l'avance en conséquence.

Étape 5 : Une fois que le tranchant pénètre complètement dans la pièce, continuez à tourner doucement la poignée pour guider l'outil à travers la pièce jusqu'à ce que le tranchant de l'alésoir entre en contact avec la surface de la pièce. Ensuite, retirez l'alésoir en le tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Étape 6 : Après l'alésage, effectuez une inspection et une mesure complètes des trous usinés. Utilisez une brosse pour nettoyer le fond du trou et les parois, ébavurage. Utiliser des outils de mesure de haute précision pour mesurer le diamètre, la profondeur et finition de surface des trous. L'erreur de diamètre du trou doit être inférieure à ± 0.01 mm et la finition de surface doit répondre à l'exigence de Ra0.8.

Lors du processus d'alésage, il est également important de considérer les points suivants :

1. Lors du processus d'alésage, il est également important de noter les points suivants :
2. Faites un usage raisonnable du liquide de coupe, en sélectionnant le liquide de coupe approprié en fonction du matériau de la pièce à usiner et de l'état de l'alésoir.
3. Ajustez la coaxialité entre la broche et le manchon de contre-pointe à 0.02 près pour assurer la stabilité de coupe.
4. Faites attention à changer la position où l'alésoir s'arrête à chaque fois pour éliminer les marques causées par l'arrêt répété de l'alésoir au même endroit.
5. Pendant l'alésage, l'alésoir ne doit pas être inversé pour éviter qu'il ne reste coincé entre la paroi du trou et le tranchant, ce qui pourrait provoquer des rayures sur la paroi du trou ou une fracture du tranchant.

Différents types d'outils d'alésage

Il existe de nombreux types d'alésoirs, chacun soigneusement conçu pour des usages spécifiques. Dans l'usinage mécanique, différents types d'outils d'alésage sont couramment utilisés, chacun ayant des caractéristiques et des applications uniques. Ci-dessous, je détaillerai plusieurs types courants d'outils d'alésage, ainsi que leurs objectifs spécifiques et leurs méthodes d'utilisation.

1. Alésoirs manuels

Un alésoir manuel est un outil de coupe affûté avec précision conçu pour un fonctionnement manuel, utilisé pour agrandir manuellement des trous pré-percés à des diamètres précis. Ces types d'alésoirs présentent généralement des conceptions à flûtes droites ou légèrement tordues, la partie de pointe ayant un léger angle et une entrée conique. Cette conception permet à l'alésoir d'entrer facilement dans des angles précis lors d'une opération manuelle, en particulier dans les situations où il n'y a pas de verrouillage ou de fixation de la machine, bien qu'elle ne soit pas adaptée aux machines CNC.

Les alésoirs manuels sont fabriqués à partir de matériaux durcis et cassants. Des précautions supplémentaires sont donc nécessaires lors de l'utilisation pour garantir un alignement strict entre l'alésoir et l'axe du trou afin d'éviter toute casse. Lors de l'alésage manuel, Opérateurs CNC doit s'assurer que seule une petite quantité de matière est enlevée à chaque fois, en maintenant un alignement précis entre l'alésoir et l'axe du trou pour éviter d'endommager l'outil ou de réduire la précision d'usinage en raison d'un mauvais fonctionnement.

Bien que les alésoirs manuels fonctionnent bien dans les opérations de coupe légères, leur précision peut ne pas être comparable à celle des alésoirs mécaniques en raison de l'influence des facteurs d'opération manuelle. Par conséquent, dans les applications nécessitant un contrôle strict des tolérances, les alésoirs manuels ne constituent peut-être pas le meilleur choix.

2. Alésoirs à coque

Les alésoirs à coquille sont des outils de coupe qui augmentent leur diamètre en faisant tourner une vis, provoquant un déplacement radial des arêtes de coupe vers l'extérieur. Cette conception permet non seulement à l'outil de s'auto-compenser pour l'usure, mais permet également un contrôle précis des différents diamètres de trous. Les alésoirs à coquille ne peuvent enlever que des quantités relativement faibles de matériau pendant le processus de coupe et peuvent ne pas être aussi durables que certains autres outils plus robustes.

Les alésoirs à coquille sont principalement utilisés pour usiner des trous plus grands, généralement d'un diamètre de 19 mm et plus. Ils peuvent comporter n'importe quel type de flûte standard, y compris les flûtes droites, torsadées et en spirale. Différents types de flûtes conviennent à différents besoins d'usinage. Lors de l'utilisation d'alésoirs à coquille, il est important de maintenir la stabilité et la précision de l'outil pour éviter une usure ou des dommages excessifs.

3. Alésoirs flottants

Un alésoir flottant est un type spécial d'outil de coupe généralement monté sur un support d'alésoir flottant, qui porte la pince ou le mandrin via un système de roulement indépendant. Cette conception permet de corriger le désalignement entre l'axe de l'outil percé et alésé, garantissant ainsi la précision de l'usinage. Il comporte deux arêtes de coupe remplaçables et réglables, fixées dans une rainure sur l'alésoir, permettant au flotteur radial de s'adapter aux différentes exigences d'usinage.

Les avantages d'un alésoir flottant résident dans sa conception simple, sa fabrication facile et son faible coût. Il offre un usinage de haute qualité, avec une précision des trous alésés atteignant IT6~IT8 et une rugosité de surface allant généralement de Ra0.8~Ra1.6 ou même inférieure, répondant aux exigences d'usinage de haute précision. Il est particulièrement adapté à une utilisation sur les aléseuses, Services d'usinage CNC, ou des centres d'usinage tour-fraisage pour les applications nécessitant un alésage de haute précision.

4. Alésoirs en carbure

Les alésoirs en carbure sont des outils de coupe en carbure, connus pour leur dureté élevée et leur résistance à l'usure, ce qui les rend adaptés à l'usinage de matériaux de haute dureté et de haute résistance tels que l'acier inoxydable, les alliages de titane, etc. Les alésoirs en carbure sont principalement divisés en flûtes droites. alésoirs et alésoirs à goujures hélicoïdales, utilisés pour aléser les trous qui ont été percés (ou élargis) sur les pièces afin d'améliorer la précision de l'usinage et de réduire la rugosité de la surface.

Les avantages des alésoirs en carbure résident dans leurs arêtes de coupe tranchantes et lisses, ce qui donne des parois de trou lisses avec une finition de surface allant jusqu'à Ra0.25. Ils offrent une coupe rapide et fluide, une excellente évacuation des copeaux, une bonne résistance aux chocs de la machine et peuvent maintenir des tolérances de précision des trous jusqu'à 1 μ. Dans la production par lots, ils peuvent être utilisés sur des machines-outils pour aléser des trous dans des matériaux courants et difficiles à usiner. Ils conviennent également à l'alésage CNC pour l'ébavurage et le contrôle des niveaux de tolérance des trous.

Cependant, les alésoirs en carbure sont extrêmement fragiles et doivent donc être manipulés et utilisés avec une extrême prudence pour éviter toute fracture ou casse. De plus, la sélection et l’utilisation du fluide de coupe sont cruciales pour obtenir les meilleurs résultats d’usinage. Par exemple, lors de l'usinage de pièces en acier, une émulsion à une concentration de 10 à 15 % ou de l'huile sulfurisée est généralement utilisée comme fluide de coupe, tandis que l'usinage de pièces moulées nécessite l'utilisation de pétrole ayant de bonnes propriétés mouillantes et une faible viscosité. De plus, le fluide de coupe doit être fourni en permanence et de manière adéquate pour empêcher les arêtes de coupe de l'alésoir en carbure de se fracturer.

Avantages et inconvénients de l'alésage

Les avantages de l’alésage se reflètent principalement dans les aspects suivants :

1. Efficacité d'usinage élevée : L'alésage offre généralement une efficacité supérieure à celle de l'alésage. Les outils d'alésage peuvent couper simultanément deux ou plusieurs surfaces, réduisant considérablement le temps de traitement et améliorant l'efficacité de la production.
2. Haute précision d'usinage : Pendant l'alésage, l'outil s'étend dans le trou selon un certain angle par rapport à la paroi du trou, permettant un usinage de haute précision et produisant des finitions de trou de haute qualité.
3. Large applicabilité: L'alésage convient à diverses occasions de connexion, telles que l'automobile, les ponts et les équipements mécaniques, répondant à une variété de besoins d'usinage différents.
4. Économie de matière : Les trous alésés pour les connexions boulonnées ne nécessitent pas de matériaux spéciaux. Des boulons et écrous conventionnels peuvent être utilisés pour les connexions, ce qui permet d'économiser des coûts de matériaux.

Cependant, l'alésage présente également certains inconvénients :

1. Usure lors du traitement de petits trous : Les alésoirs sont sujets à l'usure lors du traitement de petits trous, nécessitant un remplacement ou un reconditionnement fréquent, ce qui augmente les coûts de production et les difficultés de maintenance.
2. Durée de vie de l'outil : La durée de vie des alésoirs peut être affectée par divers facteurs tels que le matériau, le choix du fluide de coupe et l'utilisation de la coupe. Une utilisation et un entretien inappropriés peuvent entraîner des dommages prématurés à l'outil.

Applications et considérations sur l'alésage

Pour garantir la qualité et l’efficacité des opérations d’alésage, il est essentiel d’avoir une compréhension approfondie de son application et de ses considérations.

La quantité de tolérance d'alésage affecte la charge de coupe de l'alésoir, l'état de surface et la tolérance dimensionnelle. Par conséquent, pendant les processus d'alésage d'ébauche et d'alésage de finition, la surépaisseur d'alésage d'ébauche doit être contrôlée entre 0.35 mm et 0.15 mm, tandis que la surépaisseur d'alésage de finition doit être contrôlée entre 0.15 mm et 0.05 mm. Cela garantit l'élimination des marques d'outils des processus précédents tout en conservant les performances de coupe de l'alésoir et la qualité de la surface usinée.

De plus, pour éviter l'accumulation de copeaux lors de l'alésage, des vitesses de coupe plus faibles sont généralement utilisées. Par exemple, lorsque des alésoirs en acier rapide sont utilisés pour l'usinage acier et la fonte, la vitesse de coupe doit être inférieure à 8 m/min, avec une vitesse d'avance allant généralement de 0.3 mm/r à 1 mm/r. À mesure que le diamètre du trou augmente, la valeur de l'avance augmente également.

En termes d'exigences de précision, les opérations d'alésage peuvent généralement répondre à des exigences élevées en matière de précision dimensionnelle et de rugosité de surface. Grâce à une planification appropriée des processus et à un contrôle opérationnel, une précision dimensionnelle des niveaux IT9 à IT7 et une rugosité de surface de Ra3.2 à 0.8 peuvent être obtenues.

Pendant le processus d'usinage, une attention particulière doit être portée à la sélection des surépaisseurs, au contrôle de la vitesse de coupe et de l'avance, à l'utilisation du fluide de coupe et à l'assurance de la précision de l'usinage. Grâce à un fonctionnement et un contrôle appropriés, un usinage de trous efficace et de haute qualité peut être obtenu.

Phénomènes indésirables survenant pendant le processus d'alésage

Divers problèmes surviennent souvent lors du processus d'alésage. Ci-dessous, nous présenterons comment résoudre ces problèmes.

1. Le diamètre du trou augmente

Causes:

1. Le diamètre extérieur conçu de l'alésoir est trop grand ou le bord de l'alésoir présente des bavures.
2. L'angle de coupe principal de l'alésoir est trop grand ou l'alésoir est plié.
3. L'accumulation de copeaux adhère au bord de l'alésoir.
4. L'écart du bord de l'alésoir dépasse la tolérance lors du meulage.
5. Résidus d'huile de surface ou dommages sur la tige conique lors de l'installation de l'alésoir.
6. La déviation de la queue plate de la tige conique interfère après avoir été insérée dans le trou conique de la broche.
7. Broche pliée ou roulements de broche desserrés/endommagés.
8. Force inégale appliquée par les deux mains pendant l'alésage manuel, provoquant le balancement de l'alésoir.

Solutions:

1. Réduisez de manière appropriée le diamètre extérieur de l'alésoir, réduisez la vitesse de coupe, ajustez la vitesse d'avance ou réduisez la surépaisseur d'usinage selon la situation spécifique. Réduisez l'angle de coupe principal de manière appropriée, redressez ou jetez les alésoirs pliés qui sont inutilisables.
2. Meulez soigneusement le bord de l'alésoir avec une pierre à huile jusqu'à un état qualifié et contrôlez l'écart pendant le meulage dans la plage autorisée.
3. Avant d'installer l'alésoir, assurez-vous que la tige conique de l'alésoir et le trou conique de la broche sont exempts de résidus d'huile et polissez toutes les zones endommagées sur la surface conique.
4. Meulez la queue plate de l'alésoir, ajustez ou remplacez les roulements de broche pour garantir la précision de la broche de la machine.
5. Réajustez le porte-taraud flottant et ajustez la concentricité pour assurer la stabilité pendant le processus d'alésage.

2. Le diamètre du trou diminue

Causes:

1. Le diamètre extérieur conçu de l'alésoir est trop petit, la vitesse de coupe est trop faible, la vitesse d'avance est trop élevée, l'angle de coupe principal de l'alésoir est trop petit, sélection inappropriée du fluide de coupe, usure partielle de l'alésoir pendant le meulage, provoquant une élasticité récupération et entraînant une réduction du diamètre du trou.
2. Lors de l'alésage de pièces en acier, une tolérance excessive ou un alésoir émoussé peut entraîner une récupération élastique, provoquant un rétrécissement du diamètre du trou, une non-arrondi du trou interne et un non-respect du diamètre du trou.

Solution:

1. Remplacez l'alésoir par un diamètre extérieur différent, augmentez de manière appropriée la vitesse de coupe, réduisez la vitesse d'avance, augmentez l'angle de coupe principal et choisissez un fluide de coupe lubrifiant offrant de bonnes performances.
2. Interchangez régulièrement les alésoirs et meulez correctement la partie coupante de l'alésoir. Lors de la conception de la taille de l'alésoir, tenez compte des facteurs ci-dessus ou déterminez les valeurs en fonction des conditions réelles. Effectuer une coupe expérimentale avec les tolérances appropriées pour affûter l'alésoir.

3. Le trou intérieur alésé n'est pas circulaire.

Causes:

1. L'alésoir est trop long ou manque de rigidité.
2. Paramètres de conception incorrects de l'alésoir.
3. Mauvaise qualité de surface de la pièce. Des défauts tels que des encoches, des trous transversaux, des trous de sable ou des trous d'air existent sur la surface intérieure du trou.
4. Précision insuffisante de la machine-outil ou serrage incorrect. Des roulements de broche desserrés ou l'absence de bagues de guidage, ou un jeu excessif entre les bagues de guidage et les alésoirs peuvent entraîner une instabilité pendant l'alésage.

Solutions:

1. Pour les alésoirs manquant de rigidité, envisagez d'utiliser une conception à pas inégal pour augmenter la stabilité lors de la coupe. De plus, des méthodes de connexion rigides doivent être utilisées lors de l'installation de l'alésoir pour garantir qu'il ne vibre pas pendant la coupe.
2. Choisissez des alésoirs qualifiés pour garantir que les paramètres tels que l'angle de coupe principal, la largeur de la bande de chant et la tolérance du trou d'alésage répondent aux exigences d'usinage. De plus, contrôlez la tolérance de position du trou de pré-traitement pour réduire les erreurs lors de l'alésage.
3. Ajustez la précision de la machine-outil et les méthodes de serrage. Pour les roulements de broche desserrés, les réglages et le serrage doivent être effectués rapidement. Pendant l'alésage, des douilles de guidage doivent être utilisées et s'assurer que le jeu entre elles et l'alésoir est approprié. Pour les pièces à paroi mince, des méthodes de serrage appropriées doivent être utilisées pour éviter la déformation causée par un serrage excessif.

4. La tige de l'alésoir se brise

Causes:

1. Surépaisseur d'alésage excessive, allocation inappropriée des surépaisseurs d'ébauche et de finition lors de l'alésage conique et sélection inappropriée des quantités de coupe.
2. Obstruction de l'espace pour les copeaux en raison d'un faible jeu de copeaux entre les dents de l'alésoir.

Solutions:

1. Modifiez le diamètre du trou pré-percé.
2. Ajustez l’allocation des allocations et sélectionnez les montants de coupe appropriés.
3. Réduisez le nombre de dents de l'alésoir pour augmenter l'espace entre les copeaux ou meulez une dent entre les dents.

5. Valeur de rugosité de surface élevée du trou intérieur

Causes:

1. Une vitesse de coupe excessive augmente la force de coupe, exacerbant la friction entre l'outil et la pièce, augmentant ainsi la rugosité de la surface.
2. Une tolérance d'alésage excessive ou insuffisante peut augmenter rugosité de surface. Une tolérance excessive entraîne une force de coupe et des vibrations élevées, tandis qu'une tolérance insuffisante peut laisser des traces rugueuses sur la surface.
3. Une largeur excessive de l'arête de coupe, une mauvaise évacuation des copeaux, une usure excessive ou des dommages à l'outil peuvent entraîner une diminution de l'efficacité de coupe et une augmentation de la rugosité de la surface.
4. Certains matériaux peuvent ne pas convenir aux alésoirs avec des angles de coupe nuls ou négatifs, ce qui entraîne des grumeaux de copeaux pendant la coupe et une rugosité de surface accrue.

Solutions:

1. Réduisez la vitesse de coupe pour diminuer la force de coupe et la friction. Choisissez le fluide de coupe approprié en fonction du matériau pour améliorer l'environnement de coupe. Réduisez correctement l’angle de dégagement principal pour améliorer la stabilité de coupe.
2. Réglez correctement la tolérance d'alésage pour garantir la stabilité pendant l'alésage. Améliorez la précision et la qualité de la position du trou pré-percé pour réduire les difficultés d'alésage ultérieur. En cas de tolérance insuffisante, envisagez de l'augmenter ou d'utiliser des méthodes d'usinage alternatives pour améliorer la qualité de la surface.
3. Meulez la largeur du tranchant pour réduire la force de coupe. Selon la situation, réduisez le nombre de dents de l'alésoir ou augmentez l'espace de fente pour copeaux pour améliorer l'élimination des copeaux. Utilisez des alésoirs avec des angles de coupe pour une élimination plus fluide des copeaux. Remplacez régulièrement les alésoirs très usés pour garantir l'efficacité de la coupe. Prenez des mesures de protection pendant l'affûtage, l'utilisation et le transport pour éviter d'endommager l'outil.
4. Choisissez des matériaux et des angles d'outils adaptés à des matériaux spécifiques. Utilisez de fines pierres à huile pour éliminer les grumeaux de copeaux des outils. Pour les matériaux qui ne conviennent pas aux alésoirs à angle de coupe nul ou négatif, utilisez des alésoirs avec des angles de coupe de 5° à 10° pour l'usinage.

Quand utiliser le perçage, l’alésage et l’alésage ?

L'alésage est couramment utilisé pour des trous d'un diamètre allant jusqu'à 100 mm. Lors de l'alésage sur un centre d'usinage, le processus typique consiste à percer (ou aléser) le trou suivi d'un alésage. Pour les trous d'un diamètre inférieur à 12 mm, le processus est ajusté en raison de la rigidité légèrement inférieure de l'outil d'alésage. Le processus pour les trous plus petits implique généralement le repérage, le perçage (ou l'alésage), puis l'alésage pour garantir la rectitude et la concentricité du trou.

Résumé

En résumé, l’alésage est un processus d’usinage crucial et une méthode de connexion d’objets, largement appliqué dans divers domaines. Cet article a fourni un aperçu détaillé de ce qu'est l'alésage, de son principe de fonctionnement, de ses applications, de ses avantages et inconvénients, des types d'alésoir et du moment où l'utiliser. Si vous avez besoin de plus d'informations ou de services liés à l'alésage, veuillez contacter l'équipe d'experts Boryi. Nous accordons la priorité à la communication et à la collaboration avec nos clients, en nous efforçant de bien comprendre vos besoins et vos exigences pour garantir la fourniture d'une expérience de service de la plus haute qualité. Cliquez ici pour nous contacter.

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