« Le tournage conique produit une surface conique lisse qui permet des connexions étanches et fiables, des broches de machines et des porte-outils aux arbres de transmission. »
Une forme conique fait référence à une augmentation ou une diminution progressive et constante du diamètre sur la longueur. Il s'agit d'une géométrie axialement symétrique, principalement créée à l'aide de CNC tournant processus, en particulier, le tournage conique opération. Cette opération consiste à modifier en permanence la profondeur de coupe sur la pièce cylindrique.
Les pièces tournées coniques sont utilisées dans l'automobile, la construction, l'outillage, les installations industrielles et de nombreux autres secteurs. Par conséquent, les pièces personnalisées destinées à l'assemblage et aux alignements nécessitent également un usinage par tournage conique. Cet article passera en revue le processus de coupe d'un cône, ses méthodes ou types, son importance, ses applications et son outillage.
Qu'est-ce que le tournage conique ?
Le tournage conique est un processus de tournage où le processus d'enlèvement de matière est effectué pour diminuer ou augmenter (modifier) de manière constante le diamètre d'une pièce cylindrique sur toute sa longueur. Il en résulte une géométrie conique ou conique symétrique, telle que des forets, des broches, des sièges de soupape et des arbres. Outre ces opérations, cette opération est également courante à des fins de jeu, d'apparence et de réduction de poids.
Il faut également préciser que le changement de diamètre n'est pas soudain ou progressif. Au contraire, il évolue à un rythme régulier. L'unité standard du tournage conique est le changement de diamètre par unité de longueur. Par exemple, un tournage conique de 1: 10 signifie un changement de diamètre progressif total de 1 mm sur une longueur de 10 mm de la pièce (Ø 1/10 mm de longueur). Cependant, il est également mesuré en cône/pouces ou en cône/degré.
La formule pour le calcul de la conicité ;
Conicité par unité de longueur (t) = extrémité de grand diamètre (D) - extrémité de petit diamètre (d) / longueur
Le décalage de la contre-pointe, le support composé, l'accessoire de tournage conique, l'outil de forme et d'autres méthodes sont utilisés pour couper les éléments coniques.
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Quels sont les deux types de cône ?
Après avoir expliqué ce qu'est le tournage conique, passons aux types de cônes. Il existe deux principaux types de cônes : les cônes auto-serrants et les cônes auto-libérants.
1. Cône auto-serrant
Ce type de cône (comme le cône Morse) adhère fermement et résiste à la séparation sans nécessiter de fixations supplémentaires. Il est utilisé dans les situations où l'outil ou le composant doit rester fermement en place pendant l'utilisation.
2. Cône à libération automatique
Ce type de cône (comme le cône Jacobs) ne tient pas aussi fermement sous charge et est plus facile à séparer. Il est utilisé lorsque le retrait et le remplacement fréquents des outils sont nécessaires.
Méthodes de tournage conique
Comme tous les autres opérations de tournageIl existe différentes méthodes pour usiner la forme conique dans un tour ou un centre d'usinage CNC. Chacune de ces méthodes de tournage conique exécute la conception avec différentes approches d'outillage. Ainsi, en fonction de la spécification de la forme conique, vous pouvez utiliser les méthodes les mieux adaptées.
Méthodes de tournage conique
Voici les méthodes de tournage conique courantes utilisées dans la fabrication CNC ;
- Méthode de l'outil de forme
Il s'agit d'une méthode simple et précise pour couper un cône, un outil formé avec un angle conique spécifique qui enlève directement le matériau en alimentant la pièce en rotation à un demi-angle conique. Le processus génère des vibrations considérables au début de l'usinage et la longueur droite de l'outil est supérieure à la longueur conique requise. La méthode de tournage conique de l'outil de formage est utile pour les cônes de courte longueur avec des tolérances serrées.
- Méthode de réglage de la contre-pointe
La méthode de réglage de la contre-pointe permet d'obtenir des sabots coniques en ajustant l'axe de rotation de la pièce. Ce léger décalage d'axe est obtenu en modifiant la position initiale de la contre-pointe.
Tout d'abord, la pièce est placée sur la position d'alignement droit de la tête et de la contre-pointe par rapport à l'axe de rotation. Pendant ce temps, le travail consiste à affirmer de manière relativement lâche que l'alignement de la contre-pointe est décalé. Voici comment vous pouvez trouver le décalage requis ;
Décalage (mm) = Taille de cône requise X longueur / 2000
Ensuite, placez l'outil de coupe au centre de la pièce et démarrez l'usinage. Cette méthode de tournage conique convient au tournage conique externe avec de petits angles supérieurs.
- Méthode de repos composé
Le support composé permet d'avancer la pièce à usiner à l'aide d'un outil de coupe orienté selon un certain angle. Il s'agit d'une méthode polyvalente qui permet de réduire les angles petits à grands. Le support composé est installé sur le dessus du chariot transversal, lui-même monté sur le chariot du tour. Par conséquent, le réglage conique du support composé convient au tournage à grande vitesse de pièces cylindriques.
Après avoir réglé l'angle de repos correct, le support composé verrouille la direction de l'outil de coupe. La formule pour calculer les angles de repos est la suivante :
Tan θ=(D−d/2L)
- Méthode de peignage des aliments
La combinaison d'avance signifie que l'outil se déplace en diagonale en combinant l'avance linéaire et l'avance transversale. C'est donc l'une des techniques les plus avancées par rapport aux autres méthodes de tournage conique.
L'avance transversale continue permet à l'outil de se déplacer en diagonale et d'autres variables telles que la vitesse et la profondeur peuvent être ajustées en fonction des caractéristiques requises du cône. Bien que l'opérateur doive être très expérimenté, cette méthode offre des avantages de personnalisation significatifs.
Quels sont les exemples de pièces tournées coniques ?
Exemples d'articles coniques
Le tournage conique est un procédé indispensable à la production de composants coniques ou effilés dans tous les secteurs. Des composants industriels aux pièces d'assemblage en passant par les pièces esthétiques, cette méthode répond à des besoins de fabrication variés.
Voici la liste d’exemples d’applications de tournage conique ;
- Barreaux
- Centres de tournage
- Les forets
- Engrenage
- Des machines-outils
- Wedges
- Mandrins
- Arbres et bagues
- Bushings
- tiges de valve
- Composants de train d'atterrissage et de moteur aéronautique
- Pièces automobiles, etc.
Quels sont les avantages du tournage conique ?
La précision, les caractéristiques complexes, les options de matériaux et d'autres caractéristiques diverses du tournage conique sont bénéfiques dans la production de formes coniques.
La liste ci-dessous illustre certains avantages clés :
- Complexité: Ce procédé peut prendre en charge des éléments géométriques tels que des fils, des contours complexes, des formes coniques internes, etc.
- Haute précision: Les pièces tournées coniques peuvent atteindre une tolérance de ± 0002 sur la variation totale du diamètre sur la longueur.
- Polyvalence des matériaux : Le tournage conique est compatible avec le métal, les alliages, les plastiques, les composites, etc. Il peut même traiter des métaux difficiles à usiner comme le titane, l'acier à outils et les alliages de nickel.
- Personnalisation: À des fins d'assemblage, il peut réaliser des dédouanements, des ajustements et d'autres éléments d'assemblage personnalisés.
- Longueur de la pièce : Une longueur similaire de pièce peut être tournée conique comme un tour CNC peut le faire pour d'autres opérations de tournage.
Quels sont les inconvénients du tournage conique ?
- Coût initial élevé en raison des exigences en matière d’équipements et d’outillages avancés.
- Par rapport à d'autres opérations de tournage, le cône gaspille plus de matériaux, c'est-à-dire une grande quantité de matière enlevée.
- Il existe un risque de vibrations excessives pendant le tournage et des réglages supplémentaires peuvent être nécessaires pour atténuer ce risque.
- La vitesse d'usinage est relativement inférieure à celle des autres procédés d'usinage au tour.
Puis-je effectuer un tournage conique sur des tours suisses ?
La machine de tournage suisse présente une caractéristique de précision supplémentaire par rapport aux tours CNC conventionnels. Elle utilise une douille de guidage pour soutenir et guider la pièce pendant que l'outil enlève le matériau de sa surface. Ce support Tournage suisse élimine les vibrations et permet l'usinage de pièces petites et précises.
Oui, vous pouvez réaliser des tournages coniques sur des tours suisses. Ces machines sont parfaitement adaptées au tournage conique de pièces petites et complexes. Les mécanismes à poupée mobile permettent de réaliser des tournages coniques soit en utilisant une douille de guidage, soit en programmant les trajectoires d'outils pour créer le tournage conique souhaité. Les exemples sont les vis dentaires, les fixations pour avions, les sondes, l'horlogerie, etc.
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résumer
Dans l'ensemble, le processus de tournage conique permet d'obtenir une forme conique et conique inclinée. Il convient à la production précise et à faible coût d'éléments d'assemblage, de composants industriels et de produits personnalisés. Par exemple, arbre, bagues, poignées d'outils, pièces automobiles et aérospatiales, forets, etc. De plus, le choix de la bonne méthode est tout aussi essentiel pour obtenir les résultats souhaités.
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FAQ
Qu'entend-on par tournage conique ?
Le tournage conique est un processus d'usinage par tournage qui crée une forme conique en modifiant progressivement le diamètre d'une pièce cylindrique sur toute sa longueur.
Quelles sont les différentes méthodes de tournage conique ?
Le tournage conique se fait selon différentes méthodes avec des configurations d'outils et des capacités uniques. Quatre d'entre elles sont :
- Méthode de repos composé
- Méthode de réglage de la contre-pointe
- Méthode de fixation conique
- Méthodes d'alimentation combinées
Quelle méthode est idéale pour les pentes raides ?
La méthode Compound Rest est idéale pour produire des cônes abrupts en raison de ses réglages angulaires précis.
Puis-je usiner en cône des matériaux durs ?
Oui, le tournage conique peut être réalisé sur des matériaux durs. Cependant, vous aurez peut-être besoin d'outils de coupe spécialisés, d'un revêtement dur et de vitesses de coupe plus lentes.
Quel est le meilleur outil pour le tournage conique : le tour CNC ou le centre d'usinage ?
Un tour CNC est généralement préféré pour le tournage conique en raison de sa capacité à contrôler avec précision les angles de conicité et la répétabilité.
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