Solutions d'usinage CNC pour les arbres fins et les grands tubes

Avec le développement de l'industrie manufacturière vers une plus grande précision et efficacité, la demande pour le traitement des arbres fins (rapport longueur/diamètre L/d > 25) et des grandes pièces tubulaires augmente. En raison de problèmes tels qu'une faible rigidité, une déformation facile et une difficulté à contrôler la précision du traitement, ces pièces imposent des exigences plus élevées en matière de conception de procédés, de méthode de serrage et de paramètres d'usinage pour les tours CNC. DONGS CNC propose un ensemble de solutions efficaces pour tours CNC destinées aux arbres fins et grands tubes.

1. Défis liés à l'usinage des arbres fins et grands tubes

Déformation causée par une rigidité insuffisante

Les arbres fins et grands tubes sont sensibles aux forces de coupe, à la déformation thermique et au stress de serrage lors de l'usinage, ce qui entraîne des flexions, des vibrations ou des écarts dimensionnels, surtout dans la partie centrale. Des défauts en forme de "bambou" ou "concaves" sont susceptibles de se produire.

Déformation thermique et contrôle de la précision

L'accumulation de chaleur lors de l'usinage peut provoquer l'expansion de la pièce. Si la méthode de serrage est inappropriée (par exemple, une force excessive de serrage), elle peut entraîner une déformation par cisaillement axial, affectant la coaxialité et la qualité de surface.

Équilibre entre l'efficacité de l'usinage et le coût

Le traitement traditionnel nécessite des ajustements fréquents des étapes de processus, ce qui est coûteux en temps et entraîne un usure importante des outils, rendant difficile de répondre aux besoins de production en série.

2. Solutions clés

1. Optimiser les méthodes de serrage

Méthode de coupe inversée et centre élastique : La méthode de coupe inversée, dans laquelle l'outil est avancé de l'arbre vers la direction du point d'appui, transforme la force de coupe axiale en une force de traction pour réduire la déformation par compression de la pièce ; le centre élastique compense l'expansion thermique pour éviter que la pièce ne se courbe en raison de l'allongement thermique46.

Brochage à plusieurs points d'appui : Utilisez un support d'outil, un centre intermédiaire ou un système de support à roulements pour augmenter la raideur radiale de la pièce. Par exemple, un centre intermédiaire à roulements est utilisé pour fournir un soutien solide lors de l'usinage brut, et un support d'outil à roulements est utilisé lors de l'usinage fin pour réaliser une coupe dynamique de suivi et réduire les vibrations67.

Technologie de serrage axial : Une tension axiale est appliquée à la pièce via une tête de serrage pour compenser l'effet de flexion de la force de coupe et corriger la déformation thermique, ce qui est adapté à l'usinage des arbres très longs et fins4.

2. Conception des outils et des paramètres de coupe

Optimisation de la géométrie de l'outil : augmenter l'angle d'attaque (γ=13°~17°) pour réduire la force de coupe ; angle principal d'attaque (kr>60°) pour réduire la force radiale ; angle d'inclinaison positif de l'arête (λs=0°~+10°) pour diriger les copeaux vers la surface à traiter afin d'éviter d'endommager la surface traitée47.

Contrôle des paramètres de coupe :

Profondeur de coupe (t) : utiliser une faible profondeur de coupe (0,1~0,3 mm) pour réduire la force de coupe ;

Vitesse d'avance (f) : augmenter légèrement la vitesse d'avance (0,1~0,2 mm/t) pour améliorer l'efficacité ;

Vitesse de coupe (v) : vitesse moyenne et basse (80~150 m/min) pour équilibrer l'influence de la déformation thermique et de la force centrifuge

3. Mesures auxiliaires de traitement

Système de refroidissement par fluide de coupe : utilisez une émulsion haute pression ou un huile de coupe pour réduire la température de la zone de coupe, diminuer les déformations thermiques et prolonger la durée de vie de l'outil.

Tournage segmenté et planification du processus : Divisez l'arbre allongé en plusieurs segments pour le traitement, utilisez un support central à l'étape d'ébauche, augmentez progressivement les paramètres de coupe lors des opérations de semi-finissage et de finissage, et ajustez le processus en temps réel grâce à la technologie de détection en ligne.

Technologie de compensation intelligente : Compensez l'usure de l'outil et les erreurs thermiques grâce à l'algorithme intégré du système CNC, comme l'utilisation du système FANUC OI pour réaliser une correction dynamique du chemin et améliorer la stabilité dimensionnelle.

Pour résoudre les problèmes de traitement des fuseaux et des grosses tuyauteries, il est nécessaire d'optimiser globalement la méthode de serrage, les paramètres d'outils et les processus auxiliaires. L'intégration des technologies telles que l'usinage inverse, le serrage multi-supports, la compensation intelligente et d'autres peut considérablement améliorer la précision et l'efficacité de l'usinage. DONGS Solutions vous fournit la meilleure solution.