Dans le domaine de l'usinage de précision, le tournage, en tant que l'un des processus les plus fondamentaux, est un moyen clé pour obtenir un formage précis des pièces en rotation, et sa précision d'usinage détermine directement les performances et la fiabilité des produits finaux. Avec le développement rapide de domaines haut de gamme tels que l'aérospatiale, la fabrication électronique et les équipements médicaux, les exigences en matière de tournage de précision ont été portées au niveau du micron, et la personnalisation, la haute efficacité et la stabilité sont devenues les besoins fondamentaux de l'industrie. Cet article analysera de manière approfondie le processus de tournage de précision à partir de cinq dimensions : la cognition de base, les éléments centraux, le processus complet, les problèmes courants et les tendances techniques, fournissant des lignes directrices de référence professionnelles et pratiques aux acheteurs, ingénieurs et praticiens de l'industrie étrangers, les aidant à saisir rapidement la logique fondamentale et les points pratiques du tournage de précision et à répondre avec précision à leurs propres besoins de traitement.

Le tournage de précision fait référence à un processus d'usinage qui effectue une coupe précise sur des pièces grâce au mouvement relatif des outils et des pièces sur des tours de précision pour obtenir des pièces de haute précision, de haute qualité de surface et de haute cohérence dimensionnelle. Par rapport au tournage ordinaire, les principaux avantages du tournage de précision se reflètent dans trois aspects : premièrement, la haute précision, la tolérance dimensionnelle peut être contrôlée au niveau IT6-IT8 et la rugosité de la surface peut atteindre Ra0,8-0,1 μm, ce qui est bien meilleur que la précision d'usinage du tournage ordinaire ; deuxièmement, une stabilité élevée, s'appuyant sur des équipements de précision et des processus scientifiques, il peut atteindre une cohérence dimensionnelle dans le traitement par lots et réduire les erreurs humaines ; troisièmement, une qualité de surface élevée, les pièces traitées ont une surface lisse sans rayures ni bavures évidentes, ce qui peut répondre aux besoins d'assemblage de produits haut de gamme sans polissage supplémentaire. Le tournage ordinaire est plus adapté au traitement de pièces simples de faible précision et à volume élevé, tandis que le tournage de précision se concentre sur le traitement de pièces rotatives complexes de haute précision dans des domaines haut de gamme. Il existe des différences significatives entre les deux en termes d'équipement requis, de paramètres de processus et de coûts de traitement.

Le principe de base du tournage de précision est le mouvement composé de « rotation de la pièce + avance de l'outil ». La broche entraîne la pièce à tourner à grande vitesse, tandis que l'outil se déplace à une avance constante dans la direction axiale ou radiale de la pièce. Le tranchant de l'outil est utilisé pour éliminer l'excès de matériau sur la surface de la pièce, et finalement former la forme, la taille et la qualité de surface requises par le dessin. Son essence est d'obtenir un enlèvement de matière précis en contrôlant la trajectoire de mouvement relatif de la pièce à usiner et de l'outil, et le noyau réside dans le « contrôle de précision » - y compris la coopération coordonnée de la précision de rotation de la broche, de la précision de l'avance de l'outil et de la précision de serrage, qui sont toutes indispensables. Par exemple, la précision de rotation de la broche affecte directement la rondeur de la pièce, la précision de l'avance de l'outil détermine la tolérance dimensionnelle de la pièce et la précision de serrage évite que la pièce ne se déplace pendant le traitement, garantissant ainsi la stabilité de la précision du traitement.

Avec ses avantages de haute précision et de grande stabilité, le tournage de précision est largement utilisé dans le domaine de la fabrication haut de gamme mondiale. Les scénarios de commerce extérieur à haute fréquence comprennent principalement quatre catégories : premièrement, le domaine aérospatial, qui est utilisé pour traiter les arbres de moteurs d'avions, les connecteurs d'engins spatiaux et les pièces d'arbres de précision des instruments de navigation, nécessitant un contrôle de tolérance dimensionnelle au niveau du micron pour garantir la sécurité des vols ; deuxièmement, le domaine électronique, qui est utilisé pour traiter des connecteurs de précision, des boîtiers de capteurs, des arbres de micromoteurs, etc., en s'adaptant à la tendance de développement de la miniaturisation et de la haute précision des équipements électroniques ; troisièmement, le domaine des équipements médicaux, qui est utilisé pour traiter les instruments chirurgicaux et les accessoires de dispositifs médicaux implantables (tels que les articulations artificielles et les connecteurs de cathéter), qui ont des exigences extrêmement élevées en matière de qualité de surface et de biocompatibilité ; quatrièmement, le domaine du matériel personnalisé, fournissant des arbres, manchons, brides et autres pièces de précision personnalisés pour les industries automobile, hydraulique, pneumatique et autres afin de répondre aux besoins de traitement personnalisés des différents clients. En outre, le tournage de précision est également appliqué dans des domaines tels que les instruments optiques et les instruments de précision, devenant ainsi une technologie de traitement de base indispensable dans la fabrication haut de gamme.

La précision d'usinage du tournage de précision est directement liée aux performances de l'équipement. À l'heure actuelle, les principaux équipements de tournage de précision sur le marché sont principalement divisés en trois catégories, adaptées à différents scénarios et besoins de traitement. Premièrement, les tours de précision ordinaires, principalement utilisés pour le traitement de précision de pièces rotatives simples, avec une structure simple et un fonctionnement pratique, adaptés au traitement de pièces en petits lots et à variété unique, à des performances de coût élevées et adaptés aux petites et moyennes entreprises pour démarrer ; Deuxièmement, les tours CNC, s'appuyant sur des systèmes de contrôle informatique pour réaliser un traitement automatisé et de haute précision, peuvent effectuer un traitement multi-processus tel que des surfaces courbes et des filetages complexes, avec une efficacité de traitement élevée et une bonne cohérence dimensionnelle, qui est l'équipement courant actuel pour le tournage de précision, largement utilisé dans le traitement de pièces complexes de moyennes et grandes séries, particulièrement adapté à la livraison par lots de commandes du commerce extérieur ; troisièmement, les centres de tournage-fraisage, intégrant plusieurs fonctions de traitement telles que le tournage, le fraisage et le perçage, peuvent réaliser un traitement à guichet unique, réduire le nombre de temps de serrage, éviter les erreurs de serrage et améliorer considérablement la précision et l'efficacité du traitement, adaptés au traitement de pièces de précision haut de gamme, complexe et multi-processus, tels que les composants de base dans le domaine aérospatial. Lors de la sélection, il est nécessaire de combiner les exigences de précision du traitement, la complexité des pièces, la taille du lot et le budget des coûts. Par exemple, les tours de précision ordinaires peuvent être sélectionnés pour des pièces simples en petits lots, les tours CNC sont préférés pour les pièces complexes en grands lots et les centres de tournage-fraisage peuvent être sélectionnés pour les pièces personnalisées haut de gamme.

Les outils sont les principaux consommables du tournage de précision, et leur sélection de matériaux et de types affecte directement la précision du traitement, la qualité de la surface et l'efficacité du traitement. Les outils de tournage de précision courants sont principalement divisés en cinq catégories : les outils de tournage externes sont utilisés pour traiter le cercle extérieur et la face d'extrémité des pièces, qui sont le type d'outil le plus couramment utilisé ; les outils de trou interne sont utilisés pour traiter le trou interne et l'alésage des pièces, et la longueur de tige d'outil appropriée doit être sélectionnée en fonction de la taille du trou interne ; les outils de filetage sont utilisés pour traiter divers filetages (métriques, impériaux, trapézoïdaux, etc.), qui doivent correspondre aux spécifications du filetage et à la précision du traitement ; les outils de tronçonnage sont utilisés pour la découpe et le rainurage de pièces, nécessitant une bonne rigidité de l'outil et un tranchant tranchant ; les outils de forme sont utilisés pour traiter des surfaces courbes de forme spéciale et des contours spéciaux, qui peuvent être personnalisés selon les dessins de pièces. En termes de matériaux d'outils, les outils en acier rapide peuvent être utilisés pour le tournage de précision ordinaire, avec des performances de coût élevées et une bonne ténacité ; les outils en carbure cémenté peuvent être utilisés pour un traitement de haute précision et à grande vitesse, avec une dureté élevée et une forte résistance à l'usure ; des outils en nitrure de bore cubique (CBN) ou diamantés peuvent être utilisés pour traiter des matériaux difficiles à couper (tels que l'alliage de titane, l'acier inoxydable), qui résistent aux températures élevées et à l'usure. En termes d'entretien quotidien, il est nécessaire de vérifier régulièrement l'usure du bord de l'outil, de le meuler ou de le remplacer à temps pour éviter la baisse de la précision du traitement et les bavures sur la surface causées par l'usure du bord ; les outils doivent être stockés dans une classification pour éviter les collisions et les dommages au bord ; lors de l'installation des outils, il est nécessaire d'assurer un serrage ferme et une coaxialité qualifiée, réduisant ainsi l'impact des vibrations de l'outil sur le traitement.

La précision du serrage est la clé pour garantir la précision du tournage. La sélection raisonnable de solutions de montage et la maîtrise des compétences de serrage appropriées peuvent efficacement éviter le décalage et les vibrations de la pièce et garantir la stabilité du traitement. Les dispositifs de tournage de précision courants sont principalement divisés en quatre catégories : mandrin à 3 mors, centrage automatique, fonctionnement pratique, adapté au serrage de pièces circulaires et cylindriques, efficacité de serrage élevée, adapté au traitement de masse ; Mandrin à 4 mâchoires, qui peut ajuster manuellement la position de quatre mâchoires, adapté au serrage de pièces irrégulières et excentriques, précision de serrage élevée mais fonctionnement relativement lourd ; pince de serrage, précision de serrage élevée et serrage stable, adaptée au serrage de pièces d'arbre petites et minces, ce qui peut réduire la déformation de la pièce à usiner ; montages spéciaux, personnalisés en fonction de pièces spécifiques, adaptés au serrage de pièces complexes et de forme spéciale, améliorant encore la précision et l'efficacité du serrage, adaptés aux commandes personnalisées par lots. En termes de compétences de serrage, il est d'abord nécessaire de nettoyer les débris et l'huile sur les mâchoires du luminaire et la surface de serrage de la pièce pour éviter d'affecter la précision de serrage ; Deuxièmement, sélectionnez la force de serrage appropriée en fonction du matériau et de la forme de la pièce. Une force excessive est susceptible de provoquer une déformation de la pièce, tandis qu'une force insuffisante provoquera un glissement et des vibrations de la pièce ; pour les pièces d'arbre minces, la méthode de support central peut être adoptée pour réduire la déformation de la pièce pendant le traitement ; après le serrage, il est nécessaire de vérifier la coaxialité de la pièce pour s'assurer qu'elle répond aux exigences de traitement, en évitant les dimensions de traitement non qualifiées dues à un écart de serrage.

Le système de refroidissement et de lubrification est un élément indispensable du traitement de tournage de précision. Ses fonctions principales sont de réduire la température de coupe, de réduire l'usure des outils, d'améliorer la qualité de la surface de traitement et de prolonger la durée de vie des outils. Pendant le processus de coupe, la friction à grande vitesse entre l’outil et la pièce génère beaucoup de chaleur. S'il n'est pas refroidi à temps, il accélérera l'usure du bord de l'outil, provoquera une déformation thermique de la pièce, puis affectera la précision du traitement et la qualité de la surface. La configuration du système de refroidissement et de lubrification doit être combinée avec le matériau de traitement, le type d'outil et les conditions de traitement : lors du traitement de l'acier et de l'aluminium ordinaires, une émulsion peut être utilisée comme lubrifiant de refroidissement, qui a à la fois des effets de refroidissement et de lubrification et des performances élevées ; lors du traitement de matériaux difficiles à couper tels que l'acier inoxydable et l'alliage de titane, une huile de coupe spéciale doit être utilisée, qui a des performances lubrifiantes plus élevées, peut réduire la friction entre l'outil et la pièce et empêcher la génération de bords accumulés ; pendant le tournage de précision à grande vitesse, un système de refroidissement à haute pression peut être adopté pour pulvériser avec précision le lubrifiant de refroidissement sur la zone de coupe, améliorer l'effet de refroidissement et de lubrification et éviter l'accumulation de chaleur de coupe. De plus, il est nécessaire de vérifier régulièrement le niveau de liquide et la propreté du système de refroidissement et de lubrification, et de compléter ou de remplacer en temps opportun le lubrifiant de refroidissement pour éviter le blocage des canalisations et la réduction de l'effet de refroidissement et de lubrification dû à des impuretés excessives.

Les opérations de tournage de base sont les maillons essentiels du tournage de précision, comprenant principalement le tournage extérieur et le dressage, qui constituent la base du traitement de toutes les pièces en rotation. Le tournage externe est principalement utilisé pour traiter la surface cylindrique externe et la surface conique externe de la pièce. En alimentant l'outil dans la direction axiale de la pièce, l'excès de matériau sur la surface extérieure de la pièce est éliminé pour garantir que le diamètre extérieur, la rondeur et la cylindricité répondent aux exigences. Il s'agit du processus principal pour le traitement des pièces d'arbre. Le revêtement est principalement utilisé pour traiter la face d'extrémité de la pièce afin de garantir que la face d'extrémité est perpendiculaire à l'axe de la pièce, jetant ainsi les bases d'un traitement ultérieur. Lors du dressage, la planéité de la face d'extrémité doit être contrôlée pour éviter l'inclinaison et les irrégularités, sinon cela affectera la précision du serrage et du traitement ultérieur.

Le traitement des trous internes et des alésages est principalement utilisé pour traiter les trous internes, les marches internes, les rainures internes et autres structures de pièces, qui sont les processus de base pour le traitement des pièces de manchon. Le traitement des trous internes peut être directement tourné par des outils de trous internes ou réalisé par alésage. Pour les trous internes de grand diamètre et d'exigences de haute précision, l'alésage est préféré, ce qui permet de mieux contrôler la tolérance dimensionnelle, la rondeur et la cylindricité du trou interne. Pendant l'alésage, il est nécessaire de sélectionner la barre d'alésage appropriée en fonction de la taille du trou interne pour garantir la rigidité de la barre d'alésage, éviter les vibrations pendant le traitement et provoquer des marques de broutage et des écarts dimensionnels sur la surface interne du trou. Pour le traitement des trous profonds, une barre d'alésage étendue doit être sélectionnée et un système de refroidissement à haute pression doit être utilisé pour évacuer les copeaux à temps afin d'éviter que les copeaux ne bloquent le trou interne et n'affectent la précision du traitement et la qualité de la surface.

Le tournage conique, à rayon et de profil est principalement utilisé pour traiter des pièces de précision avec des contours spéciaux, tels que des arbres coniques, des connecteurs d'arc et des accessoires de surface de forme spéciale, qui ont des exigences extrêmement élevées en matière de précision de traitement et de qualité de surface. Le tournage conique peut réaliser un traitement précis des surfaces coniques en ajustant l'angle de l'outil ou l'angle de coulissement du tour. L'erreur de conicité doit être contrôlée pour garantir que l'ajustement conique répond aux exigences. Le tournage à rayon peut réaliser le traitement d'arcs avec différents rayons grâce à la fonction d'interpolation circulaire des tours CNC. Pendant le traitement, le parcours de l'outil doit être optimisé pour éviter une transition d'arc irrégulière et des rayures de surface. Le tournage de profils s'appuie principalement sur des tours CNC ou des centres de tournage-fraisage pour réaliser un traitement précis de surfaces complexes de forme spéciale par programmation pour contrôler la trajectoire de mouvement relatif de l'outil et de la pièce, ce qui convient au traitement de pièces haut de gamme dans l'aérospatiale, les équipements médicaux et d'autres domaines.

Le tournage de filetage est l'un des processus importants de tournage de précision, principalement utilisé pour traiter divers filetages, notamment les filetages métriques, les filetages impériaux, les filetages trapézoïdaux, les filetages multi-points, etc., qui sont largement utilisés dans le traitement des connecteurs, des fixations, des pièces de transmission et d'autres pièces. Pour le tournage de filetage, il est nécessaire de sélectionner l'outil de filetage approprié en fonction des spécifications du filetage (pas, profil de dent, diamètre), d'ajuster la vitesse du tour et l'avance pour garantir un profil de dent de filetage clair, un pas uniforme et une taille précise. Pour les filetages à plusieurs départs, il est nécessaire de contrôler avec précision la position de départ du filetage pour garantir un espacement uniforme entre chaque filetage et éviter tout désordre du filetage et un mauvais engagement. Après le tournage du filetage, il est nécessaire de vérifier le diamètre primitif, le pas, l'angle du profil de dent et d'autres paramètres du filetage pour s'assurer qu'il répond aux exigences du dessin, évitant ainsi les difficultés d'assemblage des pièces dues à une précision insuffisante du filetage.

Le rainurage, le tronçonnage et le moletage sont des processus auxiliaires de tournage de précision, utilisés pour réaliser un traitement de structure spécial et un traitement de surface des pièces. Le rainurage est principalement utilisé pour traiter des rainures annulaires, des rainures axiales, etc. sur la surface de la pièce. Un outil de tronçonnage spécial doit être sélectionné pour contrôler la précision dimensionnelle de la largeur et de la profondeur de la rainure, en évitant l'inclinaison de la paroi de la rainure et l'écart dimensionnel. Le tronçonnage est principalement utilisé pour découper les pièces traitées à partir du flan. Il est nécessaire de s'assurer que la surface de séparation est plate et exempte de bavures, évitant ainsi la déformation de la pièce et l'inclinaison de la surface de séparation. Le moletage est principalement utilisé pour améliorer la force de frottement de la surface de la pièce, facilitant ainsi la préhension ou l'assemblage. Pendant le moletage, la molette appropriée doit être sélectionnée pour contrôler la profondeur et la densité du moletage, en garantissant que la surface moletée est uniforme et exempte de dommages, et en évitant la déformation de la pièce pendant le moletage.

L'analyse des dessins et la planification des processus sont la prémisse du traitement de tournage de précision, qui détermine directement l'efficacité et la précision du traitement. Tout d'abord, il est nécessaire d'analyser soigneusement le dessin de la pièce, de clarifier la tolérance dimensionnelle, la rugosité de la surface, le type de matériau, les caractéristiques structurelles et d'autres exigences de la pièce, et d'identifier les difficultés de traitement et les processus clés ; Deuxièmement, combiner le lot de pièces, l'équipement de traitement, l'outillage et d'autres conditions pour formuler un plan de processus raisonnable, y compris la séquence de traitement, la division du processus, la sélection des outils, le réglage des paramètres, etc. Par exemple, pour les pièces complexes, il est nécessaire de diviser les processus d'ébauche, de semi-finition et de finition pour éviter la déformation de la pièce causée par une séquence de traitement déraisonnable ; pour les pièces de haute précision, il est nécessaire de prévoir des liens de mesure sur machine et de compensation dimensionnelle pour garantir que la précision du traitement répond aux normes. La planification des processus doit équilibrer l'efficacité et le coût du traitement, optimiser le processus de traitement, réduire les procédures de traitement et améliorer l'efficacité de la production dans le but de garantir l'exactitude.

La préparation et le prétraitement du flan sont la base du bon déroulement du traitement de tournage de précision, et la qualité du flan affecte directement la précision et l'efficacité du traitement. La préparation du flan doit sélectionner la forme du flan appropriée en fonction de la taille de la pièce et du type de matériau, y compris les barres rondes, le forgeage, le moulage, etc., pour garantir que la tolérance de taille du flan est raisonnable, en évitant une faible efficacité de traitement due à une tolérance excessive ou une incapacité à garantir la précision du traitement en raison d'une tolérance insuffisante. Le lien de prétraitement comprend principalement des processus de traitement thermique tels que le recuit et la normalisation des ébauches, qui visent à éliminer les contraintes internes de l'ébauche, à réduire la dureté du matériau, à améliorer les performances de coupe et à éviter la déformation de la pièce pendant le traitement. De plus, la surface de l'ébauche doit être nettoyée pour éliminer le tartre d'oxyde, la rouille, l'huile et autres débris afin de garantir la précision du serrage et la qualité de la surface de traitement.

Le tournage de précision adopte une stratégie stratifiée « ébauche → semi-finition → finition ». L'objectif principal est d'éliminer progressivement l'excès de matériau, de contrôler la déformation des pièces et de garantir la précision du traitement et la qualité de la surface. La tâche principale de l’étape d’ébauche est d’éliminer rapidement la plupart des excédents de matériau, jetant ainsi les bases d’un traitement ultérieur. Pendant l'ébauche, une profondeur de coupe et une vitesse d'avance plus grandes peuvent être utilisées pour améliorer l'efficacité du traitement, mais la force de coupe doit être contrôlée pour éviter une déformation excessive de la pièce ; l'étape de semi-finition est principalement utilisée pour supprimer la surépaisseur de traitement laissée par l'ébauche, corriger la forme et l'écart dimensionnel de la pièce et préparer la finition. Les paramètres de coupe en semi-finition doivent se situer entre l'ébauche et la finition, en tenant compte de l'efficacité et de la précision ; l'étape de finition est la clé pour garantir la précision des pièces et la qualité de la surface. Une profondeur de coupe plus petite, une vitesse d'avance et une vitesse plus élevée doivent être utilisées pour contrôler avec précision la tolérance dimensionnelle et la rugosité de surface de la pièce, garantissant ainsi qu'elle répond aux exigences du dessin. Pendant le traitement stratifié, les copeaux doivent être nettoyés à temps pour éviter que les copeaux n'affectent la précision du traitement et la qualité de la surface.

Pour les tours CNC et les centres de tournage-fraisage, la programmation CNC et l'optimisation du parcours d'outil sont les clés pour améliorer l'efficacité et la précision du traitement. La programmation CNC doit écrire un programme de traitement raisonnable selon le plan de processus et le dessin de la pièce, en clarifiant le parcours de l'outil, les paramètres de coupe, la méthode de serrage, etc., pour garantir que le programme est précis et sans erreur, évitant ainsi les échecs de traitement causés par des erreurs de programmation. Le cœur de l'optimisation de la trajectoire est de réduire la course au ralenti de l'outil, d'optimiser la trajectoire de coupe, d'éviter les démarrages et arrêts fréquents de l'outil et d'améliorer l'efficacité du traitement ; en même temps, il est nécessaire d'éviter les collisions entre l'outil et la pièce à usiner, garantissant ainsi la sécurité du traitement. Pour les pièces complexes, un logiciel de simulation peut être utilisé pour simuler et vérifier le programme d'usinage, vérifier la rationalité et la précision de la trajectoire de l'outil, ainsi que la modifier et l'optimiser à temps pour éviter des problèmes lors du traitement réel. De plus, l'usure de l'outil et la compensation dimensionnelle doivent être prises en compte lors de la programmation, et un montant de compensation raisonnable doit être réservé pour garantir la stabilité de la précision du traitement.

La mesure sur machine et la compensation dimensionnelle sont des liens clés pour garantir la précision du traitement de tournage de précision, particulièrement adapté au traitement en masse de pièces de haute précision. La mesure sur machine fait référence à la mesure en temps réel de la taille et de la forme des pièces au moyen d'équipements de mesure (tels que des sondes, des micromètres) pendant le traitement, permettant de détecter en temps opportun les écarts dimensionnels et de fournir une base pour la compensation dimensionnelle ; La compensation dimensionnelle fait référence à l'ajustement de la position de l'outil, des paramètres de coupe, etc. en fonction des résultats des mesures sur machine pour corriger les écarts dimensionnels et garantir que la précision de la pièce répond aux normes. La mesure sur machine et la compensation dimensionnelle peuvent efficacement éviter un traitement non qualifié causé par l'usure des outils, la déformation de la pièce, les erreurs d'équipement et d'autres facteurs, et améliorer la cohérence dimensionnelle du traitement par lots. Par exemple, lors de la phase de finition, après avoir traité un certain nombre de pièces, une mesure sur machine doit être effectuée. Si l'écart dimensionnel dépasse la plage de tolérance, la valeur de compensation de l'outil doit être ajustée à temps pour garantir que la précision du traitement des pièces suivantes répond aux exigences.

Les trois facteurs de coupe (vitesse de broche, vitesse d'avance, profondeur de coupe) sont les paramètres essentiels affectant la précision du traitement, l'efficacité et la qualité de surface du tournage de précision, et doivent être raisonnablement définis en fonction du matériau de la pièce, du type d'outil et des exigences de précision du traitement. La vitesse de broche fait référence à la vitesse de rotation de la broche du tour. Une vitesse excessivement élevée accélérera l'usure des outils et les vibrations de la pièce, affectant la précision du traitement ; une vitesse excessivement basse réduira l'efficacité du traitement et entraînera une mauvaise rugosité de la surface. La vitesse d'avance fait référence à la vitesse d'avance de l'outil dans la direction axiale ou radiale de la pièce. Une vitesse d'avance excessivement élevée est susceptible de provoquer une mauvaise rugosité de surface et des bavures ; une vitesse d'alimentation excessivement faible réduira l'efficacité du traitement et augmentera les coûts de traitement. La profondeur de coupe fait référence à la profondeur de l'outil coupant la pièce. Une profondeur de coupe excessivement grande est susceptible de provoquer une déformation de la pièce et des dommages à l'outil ; une profondeur de coupe trop faible nécessite plusieurs coupes, ce qui réduit l'efficacité du traitement. Par exemple, lors du traitement de l'acier, une vitesse plus élevée, une avance et une profondeur de coupe modérées peuvent être utilisées ; lors du traitement de l'aluminium, une vitesse plus élevée et une profondeur de coupe plus petite peuvent être utilisées pour éviter que l'outil ne colle.

Dans le traitement de tournage de précision, différents matériaux présentent de grandes différences en termes de performances de coupe. Il est nécessaire d'adapter les paramètres de coupe et les outils correspondants en fonction des caractéristiques du matériau pour assurer le bon déroulement du traitement. Les matériaux de traitement courants comprennent l'aluminium, l'acier, l'acier inoxydable, l'alliage de cuivre, l'alliage de titane, etc. : l'aluminium a de bonnes performances de coupe, une faible dureté et une bonne ténacité, et une vitesse élevée, une faible profondeur de coupe et une grande vitesse d'avance peuvent être utilisés. Les outils peuvent être en carbure cémenté ou en acier rapide, et une émulsion peut être utilisée pour le refroidissement et la lubrification ; L'acier a une dureté modérée et de bonnes performances de coupe, et une vitesse, une vitesse d'avance et une profondeur de coupe modérées peuvent être utilisées. Les outils sont en carbure cémenté et une émulsion ou de l'huile de coupe est utilisée pour le refroidissement et la lubrification ; L'acier inoxydable a une dureté élevée, une forte ténacité et est sujet aux bords accumulés, difficiles à couper. Une avance plus faible, une vitesse et une profondeur de coupe modérées doivent être utilisées. Les outils sont des outils en nitrure de bore cubique (CBN) ou diamantés, et une huile de coupe spéciale est utilisée pour le refroidissement et la lubrification ; L'alliage de cuivre a de bonnes performances de coupe, et une vitesse élevée et une vitesse d'avance élevée peuvent être utilisées. Les outils sont en carbure cémenté et l'émulsion est utilisée pour le refroidissement et la lubrification ; L'alliage de titane a une dureté élevée, une résistance à haute température et une difficulté de coupe élevée. Une vitesse plus faible, une avance et une profondeur de coupe faibles doivent être utilisées. Les outils sont des outils diamantés ou CBN, et une huile de coupe spéciale à haute température est utilisée pour le refroidissement et la lubrification.

La tolérance et la rugosité de surface sont les principaux indicateurs de qualité du traitement de tournage de précision, qui déterminent directement les performances d'assemblage et la durée de vie des pièces. En termes de contrôle de tolérance, la tolérance dimensionnelle du tournage de précision est généralement contrôlée au niveau IT6-IT8, et pour les pièces haut de gamme, elle peut être contrôlée au-dessus du niveau IT5. Il est nécessaire d'optimiser les équipements de traitement, les outils, les paramètres et les méthodes de serrage pour garantir que l'écart dimensionnel se situe dans la plage de tolérance. En termes de rugosité de surface, la rugosité de surface du tournage de précision est généralement contrôlée à Ra0,8-3,2 μm, et les pièces haut de gamme peuvent être contrôlées à Ra0,1-0,8 μm. Il est nécessaire de réduire les rayures de surface, les bavures, les marques de broutage et autres défauts en sélectionnant les outils appropriés, en optimisant les paramètres de coupe et en renforçant le refroidissement et la lubrification pour améliorer la qualité de la surface. En outre, il est nécessaire de calibrer régulièrement les équipements de traitement et les outils de mesure pour garantir la précision de l'équipement et la précision des mesures, en évitant les tolérances et la rugosité de surface non qualifiées dues aux erreurs de l'équipement.

Dans le traitement de tournage de précision, les défauts courants incluent les marques de broutage, la conicité, les bavures, la déformation, etc. Ces défauts affecteront la précision et la qualité de surface des pièces et doivent être identifiés à temps et les solutions correspondantes prises. Les marques de broutage font référence à des ondulations périodiques sur la surface de la pièce, principalement causées par les vibrations de l'outil, les vibrations de la pièce ou une précision insuffisante de l'équipement. Les solutions incluent : l'optimisation des paramètres de coupe (réduction de l'avance, réglage de la vitesse), l'amélioration de la rigidité de l'outil, le renforcement du serrage de la pièce et le calibrage de la précision de l'équipement ; La conicité fait référence au phénomène selon lequel le cercle extérieur ou le trou intérieur de la pièce est grand à une extrémité et petit à l'autre, principalement causé par l'inclinaison du rail de guidage du tour, l'usure de l'outil ou la déviation de serrage. Les solutions incluent : l'étalonnage du rail de guidage du tour, le remplacement des outils usés, l'ajustement de la position de serrage et la correction de l'angle de l'outil ; les bavures font référence à des épines métalliques excessives sur la surface de la pièce, principalement causées par l'usure des bords de l'outil et des paramètres de coupe déraisonnables. Les solutions incluent : le remplacement des outils tranchants, l'optimisation des paramètres de coupe (réduction de l'avance, augmentation de la vitesse de coupe) et l'ajout d'un processus d'ébavurage ; la déformation fait référence à la déviation de forme des pièces après traitement, principalement causée par une force de coupe excessive, une contrainte interne non éliminée de la pièce ou une force de serrage inappropriée. Les solutions incluent : l'adoption d'une stratégie de traitement stratifié, le prétraitement de l'ébauche (élimination des contraintes), l'ajustement de la force de serrage et l'optimisation des paramètres de coupe (réduction de la profondeur de coupe).

Avec ses avantages de haute précision et de haute stabilité, le tournage de précision est largement utilisé dans le domaine mondial de la fabrication haut de gamme, couvrant l'aérospatiale, les communications électroniques, les équipements médicaux, la fabrication automobile, l'hydraulique et la pneumatique et d'autres industries. Domaine aérospatial : utilisé pour traiter les arbres de moteurs d'avion, les connecteurs d'engins spatiaux, les pièces d'arbres de précision des instruments de navigation, les accessoires de train d'atterrissage, etc., nécessitant un contrôle de tolérance dimensionnelle au niveau du micron pour garantir la sécurité des vols et la fiabilité des équipements ; domaine de la communication électronique : utilisé pour traiter des connecteurs de précision, des boîtiers de capteurs, des arbres de micromoteurs, des composants de téléphones mobiles, etc., en s'adaptant à la tendance de développement de la miniaturisation et de la haute précision des équipements électroniques ; domaine des équipements médicaux : utilisé pour traiter les instruments chirurgicaux et les accessoires de dispositifs médicaux implantables (tels que les articulations artificielles, les connecteurs de cathéter, les accessoires de stimulateur cardiaque), qui ont des exigences extrêmement élevées en matière de qualité de surface, de biocompatibilité et de précision ; domaine de la fabrication automobile : utilisé pour traiter des pièces de précision telles que des arbres de moteur, des engrenages de boîte de vitesses et des accessoires du système de direction, améliorant ainsi les performances et la fiabilité des automobiles ; Domaine hydraulique et pneumatique : utilisé pour traiter les vannes hydrauliques, les cylindres, les pistons et autres accessoires, assurant l'étanchéité et la stabilité des systèmes hydrauliques et pneumatiques.

Les pièces typiques du tournage de précision sont principalement des pièces rotatives, notamment des arbres, des manchons, des brides, des broches, des connecteurs, des fixations, etc. Différentes pièces ont des exigences et des processus de traitement différents. Pièces d'arbre : type de pièces le plus courant dans le tournage de précision, y compris les arbres optiques, les arbres étagés, les arbres coniques, les arbres filetés, etc., largement utilisés dans divers équipements mécaniques. Les points de traitement clés consistent à contrôler la rondeur, la cylindricité, la tolérance dimensionnelle et la rugosité de surface de l'arbre ; pièces de manchon : y compris les manchons de roulement, les bagues, les manchons, etc. Les principales exigences de traitement sont de contrôler la coaxialité, la tolérance dimensionnelle et la rugosité de surface du trou intérieur et du cercle extérieur pour garantir la précision de l'assemblage ; Pièces à bride : utilisées pour la connexion des pièces. Les points de traitement clés consistent à contrôler la planéité de la face d'extrémité de la bride, la précision de la position des trous de boulons et la précision dimensionnelle du diamètre extérieur de la bride ; pièces de goupille : utilisées pour la connexion des charnières. Les points de traitement clés consistent à contrôler la tolérance de diamètre, la tolérance de longueur et la rugosité de surface de la broche pour garantir la flexibilité de la connexion ; Pièces de connecteur : utilisées pour la connexion des pipelines et des câbles. Les points de traitement clés consistent à contrôler la taille du trou intérieur, la précision du filetage et la taille de la forme du connecteur pour assurer l'étanchéité de la connexion ; fixations : y compris les vis de précision, les écrous, etc. Les points de traitement clés consistent à contrôler la précision du filetage, la tolérance dimensionnelle et la qualité de la surface pour garantir la fiabilité de la connexion.

Cas 1 : Traitement de pièces d'arbre de précision dans le domaine aérospatial, le matériau est un alliage de titane, tolérance dimensionnelle contrôlée au niveau IT6, rugosité de surface Ra0,4 μm, traité par tour CNC, outils diamantés sélectionnés, paramètres de coupe optimisés (vitesse 800 tr/min, vitesse d'avance 0,1 mm/r, profondeur de coupe 0,2 mm), combinés avec un système de refroidissement haute pression, grâce à la mesure sur machine et à la compensation dimensionnelle, la cohérence dimensionnelle du traitement par lots est obtenue et le taux de qualification est 99,8%. Cas 2 : Traitement d'accessoires pour articulations artificielles dans le domaine des équipements médicaux, le matériau est de l'acier inoxydable médical, nécessitant une rugosité de surface Ra0,2 μm, sans bavures ni rayures, traité par un centre de tournage-fraisage, grâce à une stratégie de traitement stratifiée, un parcours d'outil optimisé, combiné avec une huile de coupe spéciale, assurant la qualité de surface et la biocompatibilité des pièces, répondant aux exigences d'utilisation des équipements médicaux. Cas 3 : Traitement des arbres de micromoteurs dans le domaine électronique, le matériau est l'aluminium, niveau de tolérance dimensionnelle IT7, rugosité de surface Ra0,8 μm, traitement par lots à l'aide d'un tour CNC, chemin de programmation optimisé, course à vide réduite de l'outil, efficacité de traitement améliorée et déformation réduite de la pièce grâce au serrage par pince, garantissant la précision du traitement par lots.

La grande vitesse et la haute précision constituent la principale tendance de développement du traitement de tournage de précision. Avec les progrès des équipements de traitement et de la technologie des outils, la technologie de tournage à grande vitesse et de haute précision a continuellement fait des percées. Le tournage à grande vitesse peut considérablement améliorer l'efficacité du traitement, réduire le temps de traitement et en même temps réduire la force de coupe, réduire la déformation de la pièce et améliorer la précision du traitement ; le tournage de haute précision peut atteindre une précision de traitement au niveau micronique et submicronique, répondant aux exigences extrêmes des domaines haut de gamme en matière de précision des pièces.

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