Le guide ultime des pièces tournées en acier : types, applications et usinage CNC
Comprendre les pièces tournées en acier
Figure 1 – Pièces tournées en acier inoxydable
C'est assez explicite, surtout si vous avez de l'expérience dans le domaine de l'usinage et de l'industrie. Cependant, pour le bénéfice de tous, permettez-moi de discuter brièvement de ce que sont les pièces tournées en acier.
De son terme, ce sont des matériaux fabriqués à partir d'acier qui ont subi le processus de "tournage" pour pouvoir produire la pièce ou le composant. Le tournage est le processus de montage d'une pièce ou d'un matériau sur un tour, et la pièce ou le matériau est brusquement tourné tout en étant heurté par un outil de coupe.
Les pièces tournées en acier sont exceptionnellement connues dans le secteur industriel dans la mesure où elles sont présentes dans de nombreuses industries commerciales différentes. Nous amenant à la question suivante, qui est… ?
Caractéristiques des pièces tournées CNC
Le tournage CNC (Computer Numerical Control) est un moyen efficace de fabriquer des formes cylindriques impliquant la rotation de barres sur un mandrin et l'utilisation d'outils de coupe pour enlever de la matière, conduisant ainsi à la forme souhaitée. Cette méthode est capable de créer des formes rondes ou cylindriques avec une symétrie de rotation et des caractéristiques internes telles que des trous et des filetages. Ce processus fournit le contrôle strict de la finition de surface requis pour les finitions lisses et peut être capable de correspondre aux tolérances données en tenant compte des capacités de la machine ainsi que de la géométrie des pièces. En raison de sa nature rotationnelle, la symétrie se forme autour de l’axe de rotation dans les pièces produites contrairement aux éléments asymétriques qui sont créés de manière difficile. De plus, les tours CNC sont capables de réaliser des profils complexes, des congés et des chanfreins. Mais les dimensions des pièces découpées géométriquement dépendent des capacités d'un tour et des tours plus grands peuvent traiter efficacement des composants plus gros. Deuxièmement, les points forts du tournage CNC incluent sa capacité à produire des filetages extérieurs et intérieurs précis, ce qui rend cette technique vitale non seulement dans une industrie mais dans plusieurs applications.
Appliquer les industries des pièces tournées en acier
Figure 2 – Une pièce décolletée en acier dans le secteur automobile
- Industries de la machinerie et de l'équipement industriel
- Industries automobile et aérospatiale
- Industries marines et maritimes
- Industries des chantiers navals et de la construction navale
- Secteurs de l'électronique et de la technologie
- Industries du chauffage, de la ventilation et de la climatisation (CVC)
- Industries médicales et pharmaceutiques
- Et beaucoup plus!
Comprendre l'usinage de précision CNC
Ce sont des pièces ou des composants fabriqués via le processus de machines et d'équipements à commande numérique par ordinateur. En termes plus simples, il s'agit de méthodologies de fabrication assistées et assistées par ordinateur, et qui ne nécessitent généralement pas d'intervention ou d'intervention humaine.
Bien sûr, le processus serait de tourner ou lorsque le matériau ou la pièce est maintenu et monté sur la machine et tourné pendant qu'un outil de coupe est appliqué dessus pour en réduire ou en soustraire le matériau.
Types d'acier utilisés dans le tournage CNC
Figure 3 - Une barre d'alliage, considérée comme l'un des types d'acier les plus couramment utilisés en tournage
Le tournage de l'acier est un terme vague, en fait, c'est l'un des termes qui peut encore être affiné pour aider à identifier et à déterminer le type de résultat final mieux et plus spécifié.
Pour commencer, il existe une grande variété de types d'acier que vous pouvez utiliser pour les pièces de tournage en acier et les composants de diverses machines et équipements, ces aciers sont :
Acier allié
C'est le type spécifique d'acier qui est fabriqué avec un ou plusieurs métaux autres que le fer.
Acier Carbone
Ce n'est pas parce qu'ils sont étiquetés comme acier « carbone » qu'ils sont 100% en carbone. L'acier au carbone a des niveaux de carbone variables, mais, en général, l'acier au carbone a des niveaux de carbone plus élevés, ce qui les rend plus solides, plus durables, mais plus cassants.
Acier inoxydable
Acier inoxydable est l'un des types d'acier les plus rares et les plus uniques car il contient environ 10 à 20 pour cent de chrome, ce qui rend sa résistance à la corrosion et à l'abrasion plus élevée et plus visible. L'acier inoxydable, au cas où vous ne le sauriez pas, est le type d'acier couramment utilisé pour les enceintes extérieures et celles exposées à la nature.
Acier à outils
Le dernier mais non le moindre est l'acier à outils. Ils sont désignés comme l'un des types de métaux les plus durables et les plus résistants à la chaleur car ils contiennent du vanadium, du cobalt, du tungstène et du molybdène. Cette combinaison d'alliages les rend solides et applicables à diverses applications telles que les forets et autres outils, d'où le terme «acier à outils».
Ce sont les différents types d'acier qui sont les plus couramment utilisés pour la production de pièces et de composants décolletés en acier. Notez, cependant, que ce sont les catégorisations et les spécifications générales de l'acier et qu'elles ne sont pas limitées et restreintes à celles-ci.
Le meilleur acier pour le tournage
Figure 4 – Pièces tournées en acier inoxydable
Parmi tous les différents types d'acier, les experts et les fabricants considèrent l'acier inoxydable comme le type d'acier le meilleur et le plus usinable en raison de la gamme dont il dispose en termes de flexibilité, de polyvalence, d'adaptabilité, etc.
Ils ont également d'excellentes propriétés en termes de solidité et de résistance, et ils ont des propriétés de soudabilité et de formabilité supérieures qui sont importantes pour diverses applications.
Acier doux utilisé dans le tournage CNC
Figure 5 - Un composant tourné en acier doux
Oui, comme tous les autres types d'acier, acier doux peut être réglé. Cependant, un problème concernant le processus d’usinage de l’acier doux se pose. Ce problème concerne leur propriété de malléabilité : ils sont trop mous et ont une consistance gélatineuse ou « gommeuse », ce qui rend difficile le maintien de la forme, en particulier lors du tournage.
Néanmoins, avec les bonnes compétences, les bons outils et les bonnes procédures, l'acier doux peut facilement être tourné et usiné.
Des tolérances peuvent être obtenues avec des pièces tournées en acier
En tournage CNC, les pièces tournées en acier atteignent généralement les tolérances suivantes : ±0,001 à ± 5 pouces (24 microns – 139 micromètres). Mais la tolérance tangible particulière possible sera influencée par divers facteurs tels que les capacités d'usinage de la machine CNC, le niveau de qualité des propriétés des matériaux d'outillage, la géométrie des pièces et les qualifications environnementales. Ces éléments combinés définissent finalement les tolérances spécifiques qui peuvent être obtenues avec des étais standards pour les composants tournés en acier.
Les finitions de surface peuvent être appliquées aux pièces tournées en acier
- Finition lisse ou polie: Cette finition produit une surface très lisse et semblable à un miroir, idéale pour les exigences de faible friction, où une sorte d'aspect non extrêmement rugueux est nécessaire.
- Finition brossée: La finition brossée offre de fines lignes parallèles sur la surface en acier qui apportent un aspect et un toucher esthétiques.
- Finition microbillée: Le sablage aux billes est le processus consistant à projeter des particules abrasives sur les surfaces d'objets en acier et à créer une texture mate uniforme qui peut être utilisée pour réduire l'éblouissement, améliorant ainsi l'adhérence.
- Anodisation: Surtout utile pour l'aluminium, l'anodisation peut avoir de l'acier appliqué pour améliorer la résistance à la corrosion et offrir une variété d'options de couleurs.
- Placage: Les composants en acier peuvent être plaqués avec d'autres matériaux tels que le chrome, le nickel ou le zinc pour améliorer leur aspect et augmenter leur résistance.
- Peinture ou revêtement en poudre: Ces finitions apportent couleur et protection à la surface de l'acier et offrent des choix esthétiques complets.
- Électropolissage: Cette opération produit des surfaces plus lisses et plus brillantes qui se traduisent par une meilleure résistance à la corrosion, ainsi qu'un aspect plus attrayant.
Les défis du tournage CNC avec l'acier
L'usure des outils, les vibrations générées par la chaleur et la variation des matériaux sont quelques-uns des défis liés à l'utilisation du tournage CNC avec de l'acier. Le niveau de dureté de l'acier nécessite des changements d'outils fréquents, ainsi qu'un refroidissement efficace tout en réduisant les vibrations et les vibrations, ce qui nécessite la stabilité de la machine ainsi que des critères de correspondance en matière de vitesses d'avance et de profondeur de coupe. Il est également très important de comprendre les nuances d'acier ; des stratégies de contrôle des copeaux sont nécessaires en raison des copeaux pointus. Certaines géométries peuvent nécessiter plusieurs sites et la sécurisation des pièces est essentielle. Les coûts de l'acier de qualité, de l'outillage et de la maintenance peuvent également influencer l'utilité. Même face à de telles difficultés, le tournage CNC de l'acier reste une approche souhaitable pour produire des produits de haute précision demandés par de nombreuses industries.
Conseils pour les pièces tournées CNC personnalisées
Lors de l’achat de pièces personnalisées tournées CNC, les fabricants doivent s’assurer que le processus est rationalisé à l’échelle de l’entreprise. Tout d’abord, énoncez clairement les exigences de votre projet. Vous devez fournir les détails des tolérances de dimensions du type de matériau et de la finition de surface. Ensuite, choisissez un fournisseur fiable qui peut fournir des services de tournage CNC de premier ordre et offrir une rigueur de précision.
Obtenez trois devis de fabricants en utilisant un dessin plus détaillé ou un fichier CAO pour plus de précision. Comparez les devis avec la méthode de prix, les délais et les capacités. Sélectionnez les matériaux avec le fabricant en fonction d'autres considérations telles que la solidité et la résistance à la corrosion.
Fournissez les tolérances nécessaires et la finition spécifiée, ainsi que la demande des procédures de contrôle qualité utilisées par ce fabricant particulier. Soulevez la question des délais de production et des méthodes d’expédition en fonction du calendrier de votre projet. Pendant le projet, il doit y avoir une communication constante en mettant l'accent sur la soumission de prototypes ou d'échantillons si possible.
Indiquer à l'avance les détails des prix, les conditions de paiement, y compris les autres coûts ; identifier les modes d'expédition et les emballages qui répondent à vos besoins pour un passage sécuritaire des pièces tournées sur mesure. A réception de ces pièces, effectuez des contrôles pour vous assurer qu'elles correspondent à vos spécifications. De telles étapes mettront de l’ordre dans le chaos et mèneront à une production réussie de vos pièces tournées CNC.
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Conclusion
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