Dans le secteur de la fabrication moderne, le filetage rapide et précis des trous constitue un défi de taille. Le taraudage manuel prend du temps et peut entraîner des erreurs. Les équipes veulent augmenter la vitesse, répéter les erreurs et obtenir des ajustements serrés pour chaque vis. Les entreprises cherchent des moyens d'économiser de la main-d'œuvre, d'améliorer la qualité des produits et de répondre à des exigences strictes. Le taraudage CNC résout ces problèmes.
Le taraudage CNC peut sembler complexe au premier abord, mais les bases sont faciles à apprendre. Vous voulez savoir comment fonctionne ce processus et pourquoi tant d'ateliers y ont recours ? Poursuivez votre lecture : ce guide couvre tout ce que vous devez savoir sur le taraudage CNC.
Qu'est-ce que le taraudage CNC ?
Le taraudage CNC est un processus automatisé qui crée des filets internes dans des trous à l'aide d'une machine commandée par ordinateur. Le taraudage CNC utilise un outil spécialisé appelé taraud. Le taraud tourne et se déplace dans le trou à la bonne vitesse. La machine suit un programme défini, de sorte que chaque filet a la même profondeur et le même pas.
Il fonctionne sur différents matériaux, y compris l'acier, l'aluminium et les plastiques. Il peut être utilisé pour les filetages internes sur toute pièce nécessitant des vis ou des boulons. Le taraudage CNC est une caractéristique commune à de nombreux centres d'usinage et peut être effectué verticalement ou horizontalement.
Comment fonctionne le taraudage CNC ?
Le taraudage CNC utilise un taraud et une Machine CNC. Le processus commence par le réglage de la pièce par l'opérateur et la sélection de l'outil approprié. La machine lit un programme qui lui indique où faire chaque trou.
La broche fait tourner le taraud à une vitesse déterminée. La machine déplace le taraud directement dans le trou prépercé. Au fur et à mesure que le taraud tourne, il coupe des filets sur les côtés du trou. La machine contrôle la vitesse, l'avance et la profondeur, afin que chaque filet soit uniforme.
Après avoir terminé un trou, la machine retire le robinet et passe au point suivant. Ce processus se répète jusqu'à ce que tous les trous soient terminés. La machine peut utiliser différentes tailles de taraud si le programme le demande.
Le taraudage CNC peut être réalisé avec des tarauds de coupe ou des tarauds de formage. La principale différence réside dans le fait que les tarauds à coupe enlèvent de la matière, tandis que les tarauds à refouler poussent le métal pour créer le filetage.
Types de tarauds pour l'usinage CNC
Le choix du bon taraud dépend du type de trou, du matériau et de la qualité de filetage souhaitée. Chaque taraud est conçu pour une tâche spécifique. Voici un aperçu des types de tarauds les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC.
Taraudage à travers le trou
Les trous traversants vont jusqu'au bout du matériau. Les copeaux peuvent s'échapper par le bas. Il est donc plus facile de les tarauder. Vous pouvez utiliser des vitesses plus élevées et réduire le risque d'accumulation de copeaux. Les tarauds à pointe hélicoïdale fonctionnent bien ici car ils poussent les copeaux vers l'avant et vers l'extérieur.
Taraudage de trous borgnes
Trous borgnes s'arrêtent avant d'atteindre l'autre rive. Les copeaux n'ont nulle part où aller. Cela signifie qu'ils peuvent boucher le trou ou casser le robinet. Pour les trous borgnes, les tarauds à goujures en spirale sont la meilleure option. Ils tirent les copeaux vers le haut et hors du trou. Vous devez également contrôler la profondeur avec précision.
Tarauds à goujure droite
Les tarauds à goujure droite sont le type de taraud le plus simple. Ils coupent les filets en tranchant le matériau. Ces tarauds conviennent mieux aux petites séries et aux matériaux qui produisent de petits copeaux, comme la fonte. Ils ne sont pas particulièrement aptes à éliminer les copeaux et ne sont donc pas idéaux pour les trous borgnes.
Tarauds à goujure hélicoïdale
Les tarauds à goujure hélicoïdale sont conçus pour remonter les copeaux. Ils sont principalement utilisés pour les trous borgnes. La conception en spirale permet d'éviter le colmatage des copeaux. Ils fonctionnent bien dans les métaux tendres, tels que l'aluminium ou le laiton. Ils réduisent également le risque de rupture du taraud.
Tarauds à pointe hélicoïdale
Les tarauds à pointe hélicoïdale sont également appelés "tarauds à pistolet". Ils poussent les copeaux vers l'avant, loin du taraud. Ils sont donc idéaux pour les trous débouchants. Ils peuvent fonctionner plus rapidement que les autres tarauds. Ils durent également plus longtemps dans les environnements à forte production.
Tarauds de formage
Les tarauds de formage ne coupent pas le matériau. Au lieu de cela, ils poussent le matériau pour former des filets. Aucun copeau n'est créé. Ils conviennent donc aux matériaux tels que l'aluminium ou l'acier doux. Les filets sont généralement plus résistants, mais les tarauds à refouler nécessitent un avant-trou plus grand. La lubrification est essentielle pour réduire la chaleur et la friction.
Paramètres clés pour un taraudage CNC réussi
Le taraudage à commande numérique nécessite des réglages minutieux. Les réglages corrects permettent de garder les filets propres, d'éviter les bris d'outils et de prolonger la durée de vie des tarauds.
Vitesse de rotation et d'avance
La vitesse de taraudage est mesurée en tours par minute (RPM). Trop rapide, le taraud risque de se casser. Trop lente, vous perdez du temps. La bonne vitesse dépend du matériau et du type de taraud. Les matériaux plus durs nécessitent des vitesses plus lentes. Les matériaux plus tendres peuvent être traités plus rapidement.
La vitesse d'avance est liée au pas de vis. Pour le taraudage, l'avance doit correspondre exactement au pas. Si ce n'est pas le cas, le taraud peut soit dénuder les filets, soit se casser. La plupart des machines CNC gèrent ce problème avec un cycle de taraudage qui verrouille l'avance sur la vitesse de la broche.
Profondeur de coupe
La profondeur fait référence à la profondeur à laquelle le taraud s'enfonce dans le trou. Pour les trous borgnes, cette profondeur doit être contrôlée avec le plus grand soin. Si le taraud frappe le fond trop fort, il peut s'ébrécher ou se casser. Il faut toujours prévoir un espace libre au-delà de la longueur du filetage. Les trous débouchants sont plus faciles à réaliser, mais nécessitent toujours une programmation adéquate pour éviter de couper trop profondément.
Liquide de refroidissement et lubrification
Le liquide de refroidissement permet de réduire la chaleur. La lubrification permet de réduire les frottements. Ces deux éléments sont nécessaires pour protéger le taraud et améliorer la qualité du filetage. Utilisez de l'huile de coupe pour l'acier ou l'acier inoxydable. Utilisez un liquide de refroidissement à base d'eau pour l'aluminium. Pour les tarauds de formage, appliquez toujours une lubrification généreuse pour éviter la surchauffe. Une bonne circulation du fluide facilite également l'enlèvement des copeaux dans les trous borgnes.
Matériaux courants pour le taraudage CNC
Les matériaux se comportent différemment lors du taraudage. Le choix du bon taraud et des bons réglages dépend fortement du matériau avec lequel vous travaillez.
Métaux
Aluminium est souple et facile à taper. Il permet des vitesses rapides et une pression légère. Utilisez des tarauds pointus et veillez à ce que les cannelures soient bien dégagées. Les tarauds à pointe hélicoïdale ou les tarauds de formage conviennent bien à l'aluminium.
Acier existe dans de nombreuses qualités. L'acier à faible teneur en carbone se taraude facilement. Les aciers à haute teneur en carbone et les aciers alliés nécessitent des vitesses plus lentes et une plus grande force de coupe. Pour prolonger la durée de vie de l'outil, utilisez des tarauds revêtus d'un revêtement, tel que le TiN.
Titane est délicat et collant. Il génère rapidement de la chaleur. Utilisez des vitesses lentes, un liquide de refroidissement à haut pouvoir lubrifiant et des tarauds solides et revêtus. Les tarauds à goujures hélicoïdales aident à gérer l'enlèvement des copeaux. Le taraudage du titane nécessite souvent des installations rigides pour éviter la déviation de l'outil.
Plastiques et composites
Les plastiques souples, tels que le nylon ou l'ABS, sont faciles à tarauder. Évitez la surchauffe, qui peut entraîner la fonte. Utilisez des réglages à grande vitesse et des tarauds tranchants. Éliminez souvent les copeaux.
Les matériaux composites tels que la fibre de verre ou la fibre de carbone sont plus abrasifs. Ils usent rapidement les tarauds. Utilisez des tarauds avec des revêtements spéciaux. Pour les matériaux fragiles, réduisez la force de taraudage afin d'éviter les fissures ou le délaminage. Dans de nombreux cas, des inserts de taraudage sont utilisés à la place du taraudage direct.
Avantages du taraudage CNC
Le taraudage CNC présente de nombreux avantages pour la production moderne. Il améliore à la fois la qualité des pièces et les performances globales de l'atelier.
Précision
Les machines à commande numérique contrôlent chaque mouvement du taraud. Il en résulte une taille, une profondeur et un alignement exacts des filets. Vous obtenez des filetages cohérents, même sur des pièces à tolérances serrées. Il y a moins de risques de filetage croisé ou de trous surdimensionnés.
Efficacité
Le taraudage CNC est rapide. Une fois programmée, la machine taraude trou après trou sans s'arrêter. La manipulation des copeaux, le mouvement de l'outil et la profondeur sont tous optimisés pour améliorer les performances. Cela permet de réduire le temps de cycle et de minimiser le travail manuel.
Polyvalence
Le taraudage CNC est compatible avec une large gamme de matériaux. Il est compatible avec un large éventail de matériaux, y compris les métaux tendres, l'acier trempé, les plastiques et les composites. Vous pouvez tarauder des trous borgnes ou débouchants, grands ou petits, avec l'outil et les réglages appropriés.
Répétabilité
Chaque pièce obtient le même résultat. Le taraud entre au même endroit, coupe à la même profondeur et ressort proprement. Cette répétabilité facilite le contrôle de la qualité. Elle permet également de réduire les taux de rebut et les besoins de reprise.
Les défis du taraudage à commande numérique
Le taraudage CNC est efficace, mais des problèmes surviennent toujours. Connaître les problèmes les plus courants vous permet d'éviter les temps d'arrêt coûteux ou les rebuts.
Rupture et usure du robinet
La rupture du taraud est souvent due à l'utilisation d'une vitesse ou d'une avance incorrecte. Elle peut également se produire si le trou est trop petit. Les matériaux durs ou collants, tels que l'acier inoxydable et le titane, augmentent la tension exercée sur le taraud. Les tarauds s'usent également avec le temps. Les outils émoussés coupent mal et sont plus susceptibles de se casser.
Pour réduire la casse, utilisez l'outil adéquat pour le travail. Veillez à ce que le taraud soit bien aiguisé et appliquez le lubrifiant adéquat. Des installations rigides permettent d'éviter les vibrations et les désalignements.
Questions relatives à la qualité du fil
Un mauvais alignement, des tarauds émoussés ou des vitesses d'avance incorrectes peuvent entraîner de mauvais filetages. Les filets peuvent être trop serrés, trop lâches ou irréguliers. Dans les trous borgnes, un taraud usé peut ne pas couper toute la profondeur du filet.
Utilisez un taraud de qualité et vérifiez la taille du trou avant de le couper. Assurez-vous que les réglages de la machine correspondent au pas du filet. Inspectez également régulièrement les filetages finis à l'aide de jauges afin de détecter rapidement les problèmes.
Problèmes d'évacuation des puces
Les copeaux qui ne s'enlèvent pas peuvent obstruer les cannelures et casser le robinet. Ce phénomène est fréquent dans les trous borgnes ou dans les matériaux tendres qui produisent de longs copeaux.
Utilisez des tarauds à goujure spirale pour les trous borgnes et des tarauds à pointe spirale pour les trous débouchants. Maintenez le liquide de refroidissement en circulation pour aider à pousser ou à tirer les copeaux vers l'extérieur. Dans les matériaux durs, réduisez légèrement la vitesse d'avance pour donner aux copeaux plus de temps pour sortir.
Conclusion
Le taraudage CNC est une méthode fiable pour créer des filetages précis et reproductibles dans divers matériaux. Il convient aussi bien aux trous débouchants qu'aux trous borgnes. Avec le bon taraud, la bonne configuration et un contrôle raisonnable des copeaux, vous pouvez obtenir une qualité de filetage élevée et réduire l'usure de l'outil. Cette méthode permet de gagner du temps, d'améliorer la cohérence et de prendre en charge la production de gros volumes dans de nombreuses industries.
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Au cours des dix dernières années, j'ai été immergé dans diverses formes de fabrication de tôles, partageant ici des idées intéressantes tirées de mes expériences dans divers ateliers.
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Kevin Lee
J'ai plus de dix ans d'expérience professionnelle dans la fabrication de tôles, avec une spécialisation dans la découpe au laser, le pliage, le soudage et les techniques de traitement de surface. En tant que directeur technique chez Shengen, je m'engage à résoudre des problèmes de fabrication complexes et à favoriser l'innovation et la qualité dans chaque projet.
