Barre d'alésage de ligne sur site
En tant que fabricant professionnel de machines-outils sur site, Dongguan Portable Tools conçoit des machines-outils sur site, notamment des aléseuses portatives, des machines à dresser les brides portatives, des fraiseuses portatives et d'autres outils sur site, selon vos besoins. Nous acceptons les demandes ODM/OEM selon vos besoins.
Barre d'alésage sur placeDans le cadre d'une aléseuse portative, nous pouvons fabriquer des barres d'alésage d'une longueur allant jusqu'à 2 000 à 12 000 mètres, selon différentes dimensions. Le diamètre d'alésage peut être personnalisé de 30 à 250 mm, selon les besoins du chantier.
Le processus de traitement des barres d'alésage comprend principalement les étapes suivantes :
Fabrication des matériaux : Tout d'abord, en fonction de la taille et de la forme de la barre d'alésage à traiter, sélectionnez les matières premières appropriées pour la découpe des matériaux.
Martelage : Marteler les matériaux coupés pour améliorer la structure et les performances des matériaux.
Recuit : Grâce au traitement de recuit, les contraintes et les défauts à l'intérieur du matériau sont éliminés, et la plasticité et la ténacité du matériau sont améliorées.
Usinage grossier : Effectuer un traitement mécanique préliminaire, y compris le tournage, le fraisage et d'autres processus, pour former la forme de base de la barre d'alésage.
Trempe et revenu : Grâce au traitement de trempe et de revenu, le matériau obtient de bonnes propriétés mécaniques complètes, notamment une résistance élevée et une ténacité élevée.
Finition : Grâce au meulage et à d'autres processus, la barre d'alésage est finement traitée pour obtenir la précision de taille et de forme requise.
Revenu à haute température : améliore encore les propriétés mécaniques du matériau et réduit les contraintes internes.
Meulage : Effectuer le meulage final de la barre d'alésage pour garantir sa qualité de surface et sa précision dimensionnelle.
Trempe : La trempe est effectuée à nouveau pour stabiliser la structure et réduire la déformation.
Nitruration : La surface de la barre d'alésage est nitrurée pour améliorer sa dureté et sa résistance à l'usure.
Stockage (installation) : Une fois tous les traitements terminés, la barre d'alésage est stockée ou directement installée pour être utilisée.
Sélection des matériaux et disposition du traitement thermique pour les barres d'alésage
Les barres d'alésage sont généralement fabriquées à partir de matériaux à haute résistance, à l'usure et aux chocs, comme l'acier de construction allié 40CrMo. Le traitement thermique comprend la normalisation, le revenu et la nitruration. La normalisation permet d'affiner la structure, d'augmenter la résistance et la ténacité ; le revenu permet d'éliminer les contraintes d'usinage et de réduire la déformation ; la nitruration améliore encore la dureté de surface et la résistance à l'usure.
Problèmes courants et solutions pour les barres d'alésage
Les vibrations et les déformations sont des problèmes courants lors de l'usinage des barres d'alésage. Afin de réduire les vibrations, des méthodes de coupe multi-arêtes, comme l'utilisation d'un disque d'alésage, peuvent être utilisées, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la stabilité de l'usinage.
Afin de contrôler la déformation, un traitement thermique approprié et un ajustement des paramètres de procédé sont nécessaires pendant l'usinage. De plus, le contrôle de la déformation pendant la nitruration dure est également crucial, et la qualité doit être garantie par des essais et des ajustements de procédé.
Le bar ennuyeuxLa barre d'alésage est l'un des principaux composants de la machine-outil. Elle s'appuie sur deux clavettes de guidage pour guider et déplacer axialement l'avance et le recul afin d'obtenir une avance axiale. Parallèlement, la broche creuse effectue un mouvement rotatif grâce au couple de transmission de la clavette pour assurer une rotation circonférentielle. La barre d'alésage est au cœur du mouvement principal de la machine-outil, et sa qualité de fabrication influence considérablement ses performances. Par conséquent, l'analyse et l'étude du processus d'usinage de la barre d'alésage sont essentielles pour la fiabilité, la stabilité et la qualité de la machine-outil.
Sélection des matériaux des barres d'alésage
La barre d'alésage est le composant principal de la transmission principale et doit présenter des propriétés mécaniques élevées, telles que la résistance à la flexion, à l'usure et aux chocs. Cela exige une ténacité suffisante au cœur et une dureté suffisante en surface. La teneur en carbone du 38CrMoAlA, un acier de construction allié de haute qualité, lui confère une résistance suffisante. Des éléments d'alliage tels que le Cr, le Mo et l'Al peuvent former une phase dispersée complexe avec le carbone et se répartir uniformément dans la matrice. Sous contrainte externe, il agit comme une barrière mécanique et renforce l'acier. Parmi ces éléments, l'ajout de Cr peut augmenter significativement la dureté de la couche de nitruration, améliorer la trempabilité de l'acier et la résistance du cœur ; l'ajout d'Al peut augmenter significativement la dureté de la couche de nitruration et affiner les grains ; le Mo élimine principalement la fragilité de revenu de l'acier. Après des années de tests et d'exploration, le 38CrMoAlA répond aux principales exigences de performance des barres d'alésage et constitue actuellement le matériau de prédilection pour ces barres.
Disposition et fonction du traitement thermique des barres d'alésage
Traitement thermique : normalisation + revenu + nitruration. La nitruration de la barre d'alésage constitue la dernière étape du traitement thermique. Afin de garantir les propriétés mécaniques nécessaires au noyau de la barre d'alésage, d'éliminer les contraintes d'usinage, de réduire la déformation pendant la nitruration et de préparer la structure à la couche de nitruration optimale, la barre d'alésage doit subir un prétraitement thermique approprié avant la nitruration, à savoir une normalisation et un revenu.
(1) Normalisation. La normalisation consiste à chauffer l'acier au-dessus de la température critique, à le maintenir chaud pendant un certain temps, puis à le refroidir à l'air. Le refroidissement est relativement rapide. Après normalisation, la structure normalisée prend la forme d'un bloc « ferrite + perlite ». La structure de la pièce est affinée, la résistance et la ténacité sont augmentées, les contraintes internes sont réduites et les performances de coupe sont améliorées. Un écrouissage n'est pas nécessaire avant la normalisation, mais la couche d'oxydation et de décarburation produite par la normalisation peut entraîner des inconvénients tels qu'une fragilité accrue et une dureté insuffisante après nitruration. Il est donc nécessaire de laisser une surépaisseur de traitement suffisante lors du processus de normalisation.
(2) Revenu. L'usinage après normalisation est important et génère d'importantes contraintes mécaniques après la coupe. Afin d'éliminer ces contraintes et de réduire la déformation lors de la nitruration, un revenu est nécessaire après l'usinage. Le revenu est un revenu à haute température après trempe, qui permet d'obtenir une structure fine de troostite. Les pièces après revenu présentent une ténacité et une résistance suffisantes. De nombreuses pièces importantes doivent être revenues.
(3) Différence entre la structure matricielle de normalisation et la structure matricielle de « normalisation + revenu ». La structure matricielle après normalisation est constituée de ferrite et de perlite en blocs, tandis que la structure matricielle après « normalisation + revenu » est constituée de troostite fine.
(4) Nitruration. La nitruration est une méthode de traitement thermique qui confère à la surface de la pièce une dureté et une résistance à l'usure élevées, tandis que le noyau conserve sa résistance et sa ténacité d'origine. L'acier contenant du chrome, du molybdène ou de l'aluminium obtiendra un effet relativement idéal après nitruration. Qualité de la pièce après nitruration : 1. La surface de la pièce est gris argenté et mate. 2. La dureté superficielle de la pièce est ≥ 1 000 HV et la dureté superficielle après meulage est ≥ 900 HV. 3. La profondeur de la couche de nitruration est ≥ 0,56 mm et la profondeur après meulage est > 0,5 mm. 4. La déformation par nitruration nécessite un faux-rond ≤ 0,08 mm. 5. Le niveau de fragilité 1 à 2 est qualifié, ce qui peut être atteint en production réelle et il est meilleur après meulage.
(5) Différence de structure entre « normalisation + nitruration » et « normalisation + revenu + nitruration ». L'effet de nitruration de « normalisation + trempe et revenu + nitruration » est nettement supérieur à celui de « normalisation + nitruration ». La structure de nitruration de « normalisation + nitruration » présente des nitrures cassants, en forme de blocs et d'aiguilles grossières, qui peuvent également servir de référence pour l'analyse du phénomène de décollement de la couche de nitruration des barres d'alésage.
Processus de finition des barres d'alésage :
Processus : découpage → normalisation → perçage et ébauche du trou central → ébauche du tournage → trempe et revenu → tournage de semi-finition → rectification grossière du cercle extérieur → rectification grossière du trou conique → rayage → fraisage de chaque rainure → détection des défauts → rectification grossière de la rainure de clavette (en réservant une surépaisseur de rectification fine) → rectification semi-finie du cercle extérieur → rectification semi-finie du trou intérieur → nitruration → rectification semi-finie du trou conique (en réservant une surépaisseur de rectification fine) → rectification semi-finie du cercle extérieur (en réservant une surépaisseur de rectification fine) → rectification de la rainure de clavette → rectification fine du cercle extérieur → rectification fine du trou conique → rectification du cercle extérieur → polissage → serrage.
Processus de finition des barres d'alésage. La barre d'alésage devant être nitrurée, deux opérations de semi-finition du cercle extérieur sont spécialement prévues. La première rectification de semi-finition est réalisée avant la nitruration, afin de poser les bases du traitement de nitruration. Elle vise principalement à contrôler la surépaisseur et la précision géométrique de la barre d'alésage avant la rectification, afin de garantir une dureté de la couche de nitruration supérieure à 900 HV. Bien que la déformation de flexion soit faible pendant la nitruration, la déformation avant nitruration ne doit pas être corrigée, sous peine d'être supérieure à la déformation initiale. Notre processus d'usine détermine une surépaisseur du cercle extérieur lors de la première rectification de semi-finition de 0,07 à 0,1 mm, et la seconde rectification de semi-finition est réalisée après la rectification fine du trou conique. Ce processus consiste à installer un noyau de rectification dans le trou conique, puis à pousser les deux extrémités vers le haut. Une extrémité pousse le trou central de la petite face d'extrémité de la barre d'alésage, tandis que l'autre extrémité pousse le trou central du noyau de rectification. Le cercle extérieur est ensuite rectifié avec un cadre central formel, sans retirer le noyau de rectification. La meuleuse à cannelures est tournée pour rectifier la rainure de clavette. La seconde rectification semi-finie du cercle extérieur vise à atténuer les contraintes internes générées lors de la rectification fine, améliorant ainsi la précision et la stabilité de la rectification fine de la rainure de clavette. Grâce à la présence d'une base pour la semi-finition du cercle extérieur, l'influence sur la rainure de clavette lors de la rectification fine du cercle extérieur est très faible.
La rainure de clavette est usinée à l'aide d'une rectifieuse à cannelures, une extrémité étant tournée vers le trou central de la petite face de la barre d'alésage et l'autre vers le trou central du noyau de rectification. De cette façon, lors de la rectification, la rainure de clavette est orientée vers le haut, et la déformation par flexion du cercle extérieur et la rectitude du rail de guidage de la machine-outil n'affectent que le fond de la rainure et ont peu d'effet sur les deux côtés. Si une rectifieuse de rail de guidage est utilisée pour l'usinage, la déformation causée par la rectitude du rail de guidage de la machine-outil et le poids mort de la barre d'alésage affectera la rectitude de la rainure de clavette. En général, une rectifieuse à cannelures permet de répondre facilement aux exigences de rectitude et de parallélisme de la rainure de clavette.
La rectification fine du cercle extérieur de la barre d'alésage est effectuée sur une rectifieuse universelle, et la méthode utilisée est la méthode de rectification du centre de l'outil longitudinal.
Le faux-rond du trou conique est un élément essentiel de la précision du produit fini de l'aléseuse. Les exigences finales pour l'usinage d'un trou conique sont les suivantes : 1. Le faux-rond du trou conique par rapport au diamètre extérieur doit être de 0,005 mm à l'extrémité de la broche et de 0,01 mm à 300 mm de l'extrémité. 2. La surface de contact du trou conique est de 70 %. 3. La rugosité de surface du trou conique est de Ra = 0,4 µm. La méthode de finition du trou conique consiste à laisser une surépaisseur, puis le contact du trou conique atteint la précision du produit final par auto-rectification lors de l'assemblage ; ou à respecter directement les exigences techniques lors de l'usinage. Notre usine adopte désormais la deuxième méthode, qui consiste à utiliser un capuchon pour serrer l'extrémité arrière de la barre d'alésage M76X2-5g, à utiliser un cadre central pour régler le cercle extérieur φ 110h8MF à l'extrémité avant, à utiliser un micromètre pour aligner le cercle extérieur φ 80js6 et à meuler le trou conique.
La rectification et le polissage constituent la finition finale de la barre d'alésage. La rectification permet d'obtenir une très grande précision dimensionnelle et une très faible rugosité de surface. En général, le matériau de l'outil de rectification est plus tendre que celui de la pièce et présente une structure uniforme. L'outil de rectification le plus couramment utilisé est la fonte (voir figure 10). Il convient à l'usinage de divers matériaux et à la rectification fine, assure une bonne qualité de rectification et une productivité élevée. Il est facile à fabriquer et peu coûteux. Lors du processus de rectification, le fluide de rectification joue non seulement un rôle de mélange des abrasifs, de lubrification et de refroidissement, mais aussi un rôle chimique pour accélérer le processus. Il adhère à la surface de la pièce, provoquant la formation rapide d'une couche d'oxyde, et contribuant à lisser les pics et à protéger les creux. L'abrasif utilisé pour la rectification des barres d'alésage est un mélange de poudre de corindon blanc, d'oxyde d'aluminium blanc et de kérosène.
Bien que la barre d'alésage ait atteint une bonne précision dimensionnelle et une faible rugosité de surface après rectification, sa surface est recouverte de sable et noircie. Après l'assemblage de la barre avec la broche creuse, de l'eau noire s'écoule. Afin d'éliminer le sable de rectification incrusté à la surface de la barre, notre usine utilise un outil de polissage fabriqué sur mesure pour polir la surface de la barre avec de l'oxyde de chrome vert. Le résultat est excellent : la surface de la barre est brillante, esthétique et résistante à la corrosion.
Inspection de la barre d'alésage
(1) Vérifier la rectitude. Placer une paire de fers en V de même hauteur sur la plateforme de niveau 0. Placer la barre d'alésage sur le fer en V, de manière à ce que la position de ce dernier soit à 2/9L de φ 110h8MF (voir figure 11). La tolérance de rectitude sur toute la longueur de la barre d'alésage est de 0,01 mm.
Tout d'abord, utilisez un micromètre pour vérifier l'isométrie des points A et B à 2/9L. Les valeurs mesurées aux points A et B sont nulles. Ensuite, sans déplacer la barre d'alésage, mesurez les hauteurs des points médians et des deux extrémités a, b et c, puis enregistrez les valeurs. Maintenez la barre d'alésage immobile axialement, tournez-la manuellement de 90° et utilisez un micromètre pour mesurer les hauteurs des points a, b et c, puis enregistrez les valeurs. Tournez ensuite la barre d'alésage de 90°, mesurez les hauteurs des points a, b et c, puis enregistrez les valeurs. Si aucune des valeurs détectées ne dépasse 0,01 mm, cela signifie que l'alésage est qualifié, et inversement.
(2) Vérifier la taille, la circularité et la cylindricité. Le diamètre extérieur de la barre d'alésage est vérifié à l'aide d'un micromètre extérieur. Diviser la longueur totale de la surface polie de la barre d'alésage φ 110h8MF en 17 parties égales, puis utiliser un micromètre extérieur pour mesurer le diamètre dans l'ordre des radiales a, b, c et d, et consigner les données mesurées dans le tableau d'inspection de la barre d'alésage.
L'erreur de cylindricité désigne la différence de diamètre dans une direction. D'après les valeurs horizontales du tableau, l'erreur de cylindricité dans la direction A est de 0, l'erreur dans la direction B est de 2 μm, l'erreur dans la direction C est de 2 μm et l'erreur dans la direction D est de 2 μm. En considérant les quatre directions A, B, C et D, la différence entre les valeurs maximales et minimales correspond à l'erreur de cylindricité réelle de 2 μm.
L'erreur de circularité est comparée aux valeurs des lignes verticales du tableau, et la valeur maximale de l'écart entre ces valeurs est prise en compte. Si l'inspection de la barre d'alésage échoue ou si l'un des éléments dépasse la tolérance, il est nécessaire de poursuivre le meulage et le polissage jusqu'à la conformité.
De plus, lors de l'inspection, il convient de prêter attention à l'influence de la température ambiante et de la température du corps humain (micromètre de maintien) sur les résultats de mesure, et de veiller à éliminer les erreurs de négligence, à réduire l'influence des erreurs de mesure et à rendre les valeurs de mesure aussi précises que possible.
Si vous avez besoin dubarre d'alésage sur placepersonnalisé, n'hésitez pas à nous contacter pour plus d'informations.
