Usinage de rainurage : processus, types, applications et plus encore

« L'usinage par rainurage produit des caractéristiques géométriques complexes pour un ajustement parfait des pièces, alliant précision et efficacité » 

Tout d'abord, qu'est-ce qu'une rainure ? Il s'agit d'une cavité étroite et longue ou d'évidements sur la pièce. Les rainures sont des éléments géométriques essentiels dans la fabrication, généralement conçus pour s'adapter à des composants secondaires tels que des joints, des joints d'étanchéité, des joints toriques, etc. Par conséquent, usinage de gorges crée des fentes et des rainures pour les jeux d'assemblage, les joints, les raccords ou les fonctionnalités spécifiques.La technologie de rainurage CNC utilise des tours, des centres d'usinage ou d'autres équipements pour créer des rainures en retirant la matière selon un chemin défini. Un fichier d'instructions informatique préchargé contrôle tous les mouvements de l'outil et d'autres systèmes auxiliaires. 

Comprendre le processus, les types, l'outillage et d'autres aspects techniques peut vous aider à prendre de meilleures décisions concernant votre projet d'usinage de rainures. Cet article vous guidera à travers le principe de fonctionnement, les outils, les types et les applications. 

Qu'est-ce que l'usinage de rainurage ?

Il s'agit d'une fabrication soustractive dans laquelle un outil de rainurage L'outil alimente la pièce en rotation et crée une cavité de petite taille (ouverte ou fermée) qui s'étend sur une longueur considérable. La forme de la rainure peut être cylindrique, angulaire, trapézoïdale ou tout autre profil irrégulier. L'outil est fixé au support d'outil, qui peut se déplacer dans plusieurs directions pour façonner la pièce. 

Usinage de rainurage 

L'usinage par rainurage peut être externe ou interne. Si les rainures sont formées sur la surface extérieure, on parle de rainurage externe. En revanche, le rainurage interne concerne la surface interne des sections creuses.

Types d'opérations de rainurage 

Types d'usinage de rainures 

Il ya plusieurs types de rainures en fonction du profil de la rainure, de la taille, de l'outillage et de l'adéquation de l'application. Utiliser le bon type en fonction des spécifications des rainures dans la conception. Voici quelques CNC fréquemment utilisées opérations de rainurage. 

• Rainurage de force 

Il s'agit de la forme la plus simple d'usinage par rainurage, qui consiste à ouvrir des rainures sur toute la longueur des pièces cylindriques. Les rainures droites permettent de réaliser des diamètres plus importants et des rainures personnalisées à des fins spécifiques. 

• Rainurage du visage 

Comme son nom l'indique, il s'agit de créer des rainures sur la face avant de la pièce en alignant l'outil dans une direction axiale avec la pièce. Les plaquettes de l'outil de rainurage de face peuvent atteindre les zones d'usinage qui seraient autrement difficiles avec d'autres processus de rainurage. 

• Rainurage intérieur et extérieur 

Ces types d'usinage de rainurage sont classés en fonction de la surface d'usinage ; surface de diamètre interne et surface de diamètre externe.

Le rainure interne crée diverses rainures de fentes et de surfaces creuses internes. La pointe de l'outil de rainurage reste légèrement au-dessus de la ligne de l'axe central de la pièce. Par exemple, l'intérieur d'un tube en acier. D'autre part, le rainurage extérieur travaille sur la surface extérieure. Il peut également être réalisé avec l'outillage de fraisage.

Dans les rainures externes et internes, leurs profils peuvent être linéaires, irréguliers, profilés ou de toute forme personnalisée. Ils sont généralement utilisés pour le montage et l'étanchéité. 

• Rainurage de contour

Il s'agit de rainures personnalisées de formes spécifiques plutôt que de rainures linéaires, circulaires, cylindriques ou autres géométries géométriques standard. Fondamentalement, les contours irréguliers complexes. 

• Rainurage axial et angulaire 

Rainurage axial fait référence aux rainures parallèles à l'axe de la pièce, ce qui est courant pour tâtonner sur des surfaces cylindriques, par exemple des rainures de clavette, des arbres, etc. D'autre part, les rainures avec un angle spécifique avec l'axe de la pièce sont appelées rainures angulaires.

Rainurage avec machines CNC

Les machines CNC offrent vitesse, précision et rainurage précis dans divers types de matériaux de pièces. Qu'il s'agisse d'un tour CNC ou d'une fraiseuse, elles automatisent le mouvement de l'outil de rainurage. Comme tout autre processus d'usinage CNC, le logiciel de FAO convertit la conception de la rainure en un fichier contenant des instructions pour les outils et divers autres supports auxiliaires, appelés codes G et M. (Par exemple, G01 : rainure ouverte). Ensuite, la machine suit les instructions et exécute le processus d'usinage de rainurage.

Le rainurage CNC s'adapte à différents outils et peut suivre des parcours d'usinage complexes. Cependant, le choix de l'outil approprié est également crucial, comme pour d'autres techniques. 

Avantages 

• Découpe de rainures uniforme et très précise 
• Faible intervention humaine et coût des ressources humaines réduit
• Les rainureuses CNC peuvent travailler sur une large gamme de matériaux ; métaux, plastiques, composites, etc. 
• Par rapport au rainurage conventionnel, il est rentable sur tous les volumes de production.
• Moins de gaspillage de matière sur la pièce 
• Il permet de réaliser des rainures ou des motifs complexes. 

Matériaux adaptés à l'usinage par rainurage

L'usinage par rainurage CNC permet d'usiner des métaux, des alliages, des thermodurcissables, des composites et des thermoplastiques. Le matériau de l'outil et les variables de la machine diffèrent d'un type de matériau à l'autre. Ils réagissent différemment au mouvement de l'outil en fonction de leurs propriétés.

Métal et alliages 

Les métaux durs comme l'acier à outils, le titane, le nickel et les alliages nécessitent des inserts d'outils de rainurage avec un revêtement dur comme le carbure, le diamant ou le carbure de tungstène. De plus, la vitesse de rainurage est rapide pour les métaux tendres, alors qu'elle est relativement plus lente pour les matériaux de travail durs. 

• Aluminium
• Laiton
• Copper
• Acier et alliages d'acier inoxydable
• Titane
• Alliages de nickel, etc. 

Matières plastiques

Les plastiques sont essentiels à l'usinage car une légère accumulation de chaleur peut affecter la pièce, en particulier lors du rainurage profond. Par conséquent, une vitesse de coupe optimale, un débit de liquide de refroidissement et des considérations sur l'outillage sont des moyens efficaces pour éviter ce problème. 

• Acrylic
• Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
• Polycarbonate
• Téflon (PTFE)
• Polyoxyméthylène (POM, Acétal)

Autres matériaux 

Outre les plastiques et les métaux, vous pouvez créer des rainures sur la céramique et les composites. 

• Alumine et Zircone
• Polymère renforcé de fibre de carbone (CFRP) 
• Polymère renforcé de fibre de verre (GFRP) 
• Composites renforcés en Kevlar, etc. 

Conseils d'usinage pour rainurage

Un léger écart dans les paramètres d'usinage des rainures ou un mauvais alignement a un impact significatif sur la précision et la qualité globale de la production. Ainsi, quelques considérations mineures aident à obtenir un fonctionnement fluide et les résultats escomptés.

Concevoir les rainures 

Voici quelques conseils que vous pouvez prendre en compte lors de l’usinage de rainurage ;

Assurer la stabilité de la machine

La stabilité de la machine comprend non seulement une base solide ou un support au sol, mais également un ajustement et une configuration parfaits de chaque composant de la machine afin qu'ils créent un minimum de vibrations pendant le fonctionnement. processus de rainurage.

Force de serrage de la pièce

Une force de serrage plus faible desserre la pièce, tandis qu'une force plus élevée peut entraîner une déformation du matériau. Il est donc essentiel d'utiliser la force de serrage appropriée. En règle générale, la force de serrage est supérieure à la force de coupe.

Force de serrage = 1.5 à 2 x force de coupe, ou Fc ≤F pince ≤ 2Fc

Alignement des outils de rainurage et des pièces à usiner 

Toute erreur d'alignement entre l'outil de rainurage et la pièce à usiner entraîne des imprécisions, des défauts d'outil, de l'usure et des bris. Il est donc important de procéder à un calibrage approprié de leur positionnement et de leur alignement avant l'usinage. 

Sélection de l'outil de rainurage approprié 

Il est également essentiel de choisir le bon outil de rainurage et des inserts en fonction de la forme, de la taille et du profil des rainures. Par conséquent, il doit y avoir une compatibilité entre le matériau de l'outil et le matériau de travail. 

• Outils de séparation
• Fraises à rainurer de diamètre intérieur et extérieur
• Fraises à rainurer à rayon complet, etc. 

Ébauche à alimentation radiale 

Il s'agit d'enlever de grandes quantités de matière et de créer une rainure de forme presque nette avant que le plus fin ne passe à la profondeur finale. Cela se fait en introduisant l'outil radialement dans la pièce. Vous pouvez suivre cette technique si vous avez besoin d'un processus rapide plutôt que d'une haute précision. 

Élimination efficace des copeaux 

En règle générale, il existe deux méthodes pour éliminer les copeaux dans les rainures CNC, qu'ils soient pliés ou roulés. Assurez-vous que les rainures sont plus larges que la longueur des copeaux pour éviter l'accumulation de chaleur. L'utilisation du bon type de liquide de refroidissement permet également de lutter efficacement contre les impacts thermiques.

Un léger écart dans les paramètres d'usinage des rainures ou un mauvais alignement a un impact significatif sur la précision et la qualité globale de la production. Ainsi, quelques considérations mineures aident à obtenir un fonctionnement fluide et les résultats escomptés.

Quelles sont les applications de l’usinage par rainurage ?

Les opérations d'usinage par rainurage sont utilisées dans les éléments d'ajustement précis, le jeu d'assemblage, fabrication d'engrenages, etc. Le tableau ci-dessous présente des exemples d’application ;

Qu'est-ce que le rainurage en V CNC ?

Le rainurage en V CNC fait référence à la création de rainures en V au niveau de la position de pliage de la tôle. Il permet de plier sans déformation et d'ajuster le rayon de pliage. Différents forets CNC en V d'angles variables (60, 90, 120°, etc.) sont utilisés dans ce processus. 

Ces rainures en V des tôles épaisses réduisent également la force de pliage et facilitent le positionnement ou l'alignement de la ligne de pliage. Elles sont utilisées dans les pièces décoratives, les panneaux électroniques, le cintrage des boîtiers, les coudes des conduits CVC et d'autres applications similaires. 

Qu'est-ce que le rainurage profond ?

Bien qu'il n'existe pas de définition ou de valeur pour la profondeur des rainures profondes, elle correspond généralement à la moitié de l'épaisseur de la pièce. Si les pièces sont fines (< 1.5 mm), des tours suisses ou des tours sont utilisés pour les rainures profondes, qui peuvent atteindre 0.5 mm de profondeur seulement. 

Pour des rainures profondes précises, il est essentiel de garantir l'accès à l'outil, la vitesse et l'avance correctes, ainsi que de considérer le bon outillage. Dans le cas contraire, cela entraînera une faible planéité du fond de la rainure, une mauvaise finition, une déformation du matériau, des fissures ou même une défaillance. 

résumer

Les rainures sont essentielles pour l'étanchéité, l'assemblage par encliquetage, les canaux et cavités de refroidissement, la fabrication d'engrenages et de nombreuses autres applications. L'utilisation d'outils de rainurage adaptés, les variables d'usinage et la prise en compte du matériau de travail garantissent des opérations de rainurage sans faille et des résultats optimaux. 

De plus, l'expertise des ingénieurs et des opérateurs, les capacités des machines de rainurage et les protocoles de contrôle qualité ont également un impact sur la qualité des rainures usinées. Par conséquent, tenez compte de ces facteurs si vous commandez des composants avec des rainures ou d'autres caractéristiques connexes.

Chez ProleanTech, nous disposons de tours, de tours à rainurer, de rainureuses en V et d'autres machines de pointe avec des installations d'outillage personnalisées. Nos ingénieurs simulent d'abord le processus sur l'ordinateur, puis exécutent le processus avec des paramètres optimaux. Alors, obtenez citations de groove de nous si vous avez besoin de services connexes.

Questions fréquentes

Quels sont les outils de rainurage les plus courants dans la pratique ?

En fonction du profil, de la profondeur et d’autres caractéristiques, différents outils sont utilisés pour le rainurage ;

• Outils en carbure monobloc
• Outils pour diamètre intérieur et extérieur
• Outils HSS
• Outils basés sur l'insertion 

La séparation et le rainurage sont-ils similaires ?

Bien qu'ils impliquent tous deux la création de canaux ou de fentes étroits, ils ont des objectifs différents. Le refendage sépare une pièce, tandis que le rainurage crée des fentes ou des canaux spécifiques sur la surface de la pièce à une certaine profondeur. 

Quel est le bon ordre d'opération pour le rainurage CNC ?

L'ordre correct pour le rainurage CNC comprend la configuration de la machine et le serrage de la pièce, le positionnement, l'alignement, l'exécution des codes G et M et la surveillance des passes de l'outil. 

Que signifie le terme « inserts » dans l'usinage de rainurage ? 

Les plaquettes sont des pointes de coupe remplaçables qui s'insèrent dans les porte-outils. Elles sont conçues avec des géométries spécifiques pour découper des rainures dans une pièce.

Quel outil convient aux rainures de grande taille ? 

Les grands inserts inexorables conviennent aux rainures de grande taille en raison de leur meilleur contrôle des copeaux et de leur meilleure dissipation de la chaleur.