La gamme d’usinage est un document détaillant les différentes étapes nécessaires pour fabriquer une pièce mécanique à partir d’une matière brute. Elle décrit chaque opération de fabrication, les outils à utiliser, les paramètres de coupe et les contrôles à effectuer à chaque étape pour garantir que les dimensions et les tolérances spécifiées sont respectées.
Liste des opérations à réaliser dans un ordre logique (dressage, perçage, filetage, etc.).
Outils utilisés :
Sélection des outils pour chaque opération (outil de dressage, fraise, foret, alésoir, etc.).
Paramètres de coupe :
Vitesse de coupe (Vc), avance par tour (f), profondeur de passe (ap), et autres paramètres associés à chaque opération.
Contrôles :
Mesures et instruments de contrôle (pied à coulisse, micromètre, rugosimètre, jauge de profondeur, etc.).
3. Principales Opérations d’une Gamme d’Usinage
Dressage :
Objectif : Obtenir une face propre et perpendiculaire à l’axe de la pièce.
Outil : Outil de dressage.
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 100-200 m/min (dépend du matériau).
Avance : 0,1 à 0,3 mm/tour.
Profondeur de passe : 1-3 mm.
Chariotage (Tournage longitudinal) :
Objectif : Réduction du diamètre extérieur.
Outil : Outil de chariotage (plaquette carbure).
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 100-150 m/min (acier), 200-300 m/min (aluminium).
Avance : 0,2 à 0,5 mm/tour.
Profondeur de passe : 1-5 mm.
Surfaçage :
Objectif : Obtenir une surface plane et régulière.
Outil : Fraise à surfacer.
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 250-400 m/min.
Avance : 0,1 à 0,3 mm/dent.
Profondeur de passe : 0,5-3 mm.
Perçage :
Objectif : Réaliser un trou de diamètre et de profondeur spécifiés.
Outil : Foret (HSS, carbure).
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 50-100 m/min (acier), 150-200 m/min (aluminium).
Avance : 0,1 à 0,3 mm/tour.
Profondeur : Selon spécification.
Alésage :
Objectif : Agrandir ou améliorer la qualité d’un trou existant.
Outil : Alésoir (manuel ou à machine).
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 60-100 m/min.
Avance : 0,1-0,2 mm/tour.
Filetage :
Objectif : Réaliser un filetage intérieur ou extérieur.
Outil : Porte-outil à fileter avec plaquette pour filetage.
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 20-60 m/min.
Avance : Pas du filetage (ex : 1,5 mm pour un filetage M20×1,5).
Chanfreinage :
Objectif : Ébavurer les arêtes ou réaliser un chanfrein.
Outil : Fraise à chanfreiner (45°, 60° ou autre).
Paramètres typiques :
Vitesse de coupe : 100-200 m/min.
Avance : 0,1 à 0,3 mm/dent.
4. Exemples de Contrôles après Usinage
Contrôle dimensionnel :
Pied à coulisse : Mesure de longueurs, largeurs, hauteurs.
Micromètre : Contrôle précis des diamètres extérieurs et intérieurs.
Contrôle de la qualité de surface :
Rugosimètre : Mesure de la rugosité de surface, par exemple Ra = 1,6 µm pour une finition fine.
Contrôle des filetages :
Jauge de filetage : Vérification du pas et de la qualité d’un filetage interne ou externe.
Contrôle de la profondeur :
Jauge de profondeur : Mesure précise de la profondeur d’un trou ou d’une poche.
5. Facteurs Affectant la Qualité d’Usinage
Matériau de la pièce :
Les matériaux durs (acier, titane) nécessitent des outils et des vitesses différentes par rapport aux matériaux tendres (aluminium, plastique).
Choix des outils :
Le type de plaquette (HSS, carbure, céramique) et la géométrie des outils influencent la qualité de la coupe et la durée de vie des outils.
Paramètres de coupe :
Une vitesse de coupe trop élevée peut entraîner une surchauffe de l’outil et une usure prématurée, tandis qu’une vitesse trop faible peut provoquer des arêtes rapportées ou des défauts de finition.
Contrôles de tolérances :
Respecter les tolérances de dimension et de rugosité de surface est crucial pour assurer l’ajustement et la fonctionnalité des pièces.
6. Ordre Typique des Opérations dans une Gamme d’Usinage
Opérations de dressage et de surfaçage :
Préparer les surfaces et faces principales pour obtenir des bases propres et dimensionnées.
Opérations de tournage ou fraisage :
Usiner les formes principales (diamètres, longueurs, poches).
Opérations de finition :
Assurer les tolérances de finition, rugosité et dimensions précises.
Opérations spécifiques :
Perçage, alésage, filetage, chanfreinage ou toute opération spéciale requise par la pièce.
7. Étapes pour Créer une Gamme d’Usinage
Analyse de la pièce :
Étudier le plan de la pièce (dimensions, tolérances, matériau).
Définition des opérations :
Déterminer les opérations nécessaires (dressage, perçage, tournage, etc.).
Choix des outils :
Sélectionner les outils appropriés pour chaque opération.
Calcul des paramètres de coupe :
Déterminer les vitesses de coupe, les avances et les profondeurs de passe en fonction du matériau et de l’outil.
Contrôle des tolérances :
Prévoir les méthodes de contrôle pour chaque dimension critique.
Résumé
La gamme d’usinage est un document essentiel pour planifier et contrôler la fabrication d’une pièce. Elle précise les opérations à réaliser, les outils et paramètres à utiliser, ainsi que les contrôles à effectuer pour garantir la qualité des pièces produites. Le respect des tolérances et la bonne gestion des paramètres de coupe sont des éléments clés pour un usinage efficace et de qualité.
Points Clés à Retenir :
Bien choisir les outils et paramètres de coupe.
Suivre un ordre logique d’usinage : dressage, perçage, filetage, finition.
Toujours prévoir des contrôles en fin d’opération pour garantir les tolérances et la qualité de surface.
Cette fiche révision vous aidera à comprendre et à élaborer des gammes d’usinage pour des pièces mécaniques.
Les étapes essentielles d’une gamme d’usinage sont les suivantes :
1. Analyse du plan et du cahier des charges
Objectif : Comprendre les spécifications de la pièce (dimensions, tolérances, qualité de surface, matériaux).
Étude des tolérances : Tolérances géométriques, dimensionnelles et de rugosité (ex. : Ra pour la finition).
Détermination des opérations nécessaires : Identifier les étapes d’usinage en fonction du plan de la pièce.
2. Choix de la matière première
Forme brute : Barres, plaques, ébauches forgées ou moulées.
Dimensions de la matière brute : Prendre en compte les surépaisseurs nécessaires pour les opérations d’usinage.
Propriétés du matériau : Influence sur le choix des outils (acier, aluminium, laiton, etc.).
3. Détermination des opérations d’usinage
Séquence des opérations : Déterminer l’ordre logique pour minimiser les repositionnements et respecter les tolérances.
Opérations principales :
Dressage : Obtenir des faces planes et perpendiculaires pour servir de références.
Tournage ou fraisage : Usinage des formes principales (cylindres, prismes, etc.).
Perçage et alésage : Réalisation de trous et de cavités avec les tolérances appropriées.
Filetage : Réalisation de filetages externes ou internes.
Chanfreinage et ébavurage : Enlever les bavures et adoucir les arêtes.
Finition : Amélioration de la rugosité de surface ou ajustement final des dimensions.
4. Choix des outils et des machines
Sélection des outils de coupe : Choisir les outils en fonction des matériaux et des tolérances exigées (plaquettes carbure, HSS, alésoirs, forets, etc.).
Machines-outils : Tour, fraiseuse, perceuse, rectifieuse selon les opérations.
Systèmes de fixation : Choix des mandrins, mors ou étaux pour maintenir la pièce pendant l’usinage.
5. Détermination des paramètres de coupe
Vitesse de coupe (Vc) : Déterminée en fonction du matériau de la pièce et de l’outil.
Avance par tour (f) : Optimisée pour l’opération en cours (chariotage, perçage, etc.).
Profondeur de passe (ap) : Définie pour chaque opération, en fonction des dimensions et de la tolérance.
Type de lubrification : Utilisation de lubrifiant pour éviter la surchauffe et l’usure prématurée des outils.
6. Contrôle intermédiaire
Contrôle dimensionnel : Vérification des dimensions après chaque opération critique à l’aide d’outils de mesure (pied à coulisse, micromètre).
Contrôle de surface : Vérification de la rugosité avec un rugosimètre si nécessaire.
Contrôle des filetages : Utilisation de jauges pour vérifier la conformité des filetages.
7. Finition de la pièce
Surfaçage ou rectification : Si des tolérances très fines ou des états de surface de qualité sont exigés.
Ébavurage : Enlever toutes les bavures restantes et assurer que les bords sont nets et propres.
8. Contrôle final
Vérification des dimensions : Contrôle des dimensions finales avec des instruments de précision.
Contrôle de la qualité de surface : Vérification de la rugosité et de la finition.
Contrôle des tolérances : S’assurer que toutes les tolérances (dimensionnelles, géométriques et de surface) sont respectées.
Vérification des ajustements : Pour les pièces nécessitant un assemblage (par exemple, vérifier un alésage pour un ajustement serré ou glissant).
Résumé des étapes essentielles d’une gamme d’usinage :
Analyse du plan et des tolérances
Choix de la matière brute
Définition des opérations d’usinage (dressage, perçage, filetage, etc.)
Sélection des outils et des machines
Paramétrage des conditions de coupe (vitesse, avance, profondeur)
Contrôles intermédiaires après chaque opération importante
Finition de la pièce (qualité de surface, ajustement final)
Contrôle final (dimensions, tolérances, rugosité)
Cette séquence garantit que la pièce finale respecte les spécifications techniques et les tolérances imposées.
Voici un modèle de gamme d’usinage que vous pouvez utiliser pour documenter le processus de fabrication d’une pièce. Ce modèle inclut les informations nécessaires pour chaque étape de l’usinage, telles que les opérations, les outils utilisés, les paramètres de coupe, et les contrôles à effectuer.
Gamme d’usinage : Pièce [Nom de la pièce]
1. Informations Générales
Matière : [Ex. Acier, Aluminium, Inox]
Dimensions brutes : [Ex. 120 mm x 80 mm x 40 mm]
Dimensions finales : [Ex. 100 mm x 60 mm x 30 mm]
Tolérances : [Ex. ±0,1 mm pour les dimensions principales]
Qualité de surface : [Ex. Ra = 1,6 µm]
2. Séquence des Opérations d’Usinage
Opération
Description
Outil
Machine
Paramètres de coupe
Contrôle
Opération 1
Dressage de la face supérieure
Outil de dressage HSS
Tour
Vc = 120 m/min, f = 0,2 mm/tour, ap = 2 mm
Contrôle visuel, pied à coulisse
Opération 2
Dressage du diamètre extérieur
Outil de chariotage carbure
Tour
Vc = 150 m/min, f = 0,3 mm/tour, ap = 3 mm
Micromètre d’extérieur
Opération 3
Perçage d’un trou Ø10 mm
Foret carbure Ø10 mm
Perceuse CNC
Vc = 100 m/min, f = 0,2 mm/tour
Contrôle avec pige de Ø10 mm
Opération 4
Alésage du trou
Alésoir Ø10 mm
Aléseuse
Vc = 80 m/min, f = 0,15 mm/tour
Micromètre d’intérieur
Opération 5
Filetage M10
Porte-outil à fileter M10
Tour
Vc = 60 m/min, avance = pas du filetage
Jauge de filetage
Opération 6
Chanfreinage des arêtes
Fraise à chanfreiner Ø45°
Fraiseuse CNC
Vc = 120 m/min, f = 0,2 mm/dent
Contrôle visuel
Opération 7
Finition du diamètre extérieur
Outil de finition carbure
Tour
Vc = 180 m/min, f = 0,1 mm/tour, ap = 0,5 mm
Micromètre d’extérieur
Opération 8
Finition du perçage
Alésoir de finition Ø10 mm
Aléseuse
Vc = 100 m/min, f = 0,1 mm/tour
Rugosimètre (Ra = 1,6 µm)
Opération 9
Contrôle final
Contrôle des dimensions
N/A
Vérification finale des dimensions et de la rugosité
Micromètre, rugosimètre
3. Outils et Machines Utilisées
Outils :
Outil de dressage en acier rapide (HSS)
Outil de chariotage carbure pour finition
Foret carbure Ø10 mm
Alésoir carbure Ø10 mm
Fraise à chanfreiner Ø45°
Porte-outil à fileter M10
Machines :
Tour CNC : Pour le dressage, le chariotage, le filetage et la finition
Perceuse CNC : Pour le perçage
Aléseuse : Pour l’alésage et la finition du perçage
4. Paramètres de Coupe
Opération
Vitesse de coupe (Vc)
Avance (f)
Profondeur de passe (ap)
Dressage de face
120 m/min
0,2 mm/tour
2 mm
Dressage de diamètre
150 m/min
0,3 mm/tour
3 mm
Perçage Ø10 mm
100 m/min
0,2 mm/tour
N/A
Alésage Ø10 mm
80 m/min
0,15 mm/tour
N/A
Filetage M10
60 m/min
Pas du filetage (1,5 mm)
N/A
Finition diamètre
180 m/min
0,1 mm/tour
0,5 mm
5. Contrôles et Tolérances
Dimension
Tolérance
Instrument de contrôle
Diamètre extérieur
±0,1 mm
Micromètre d’extérieur
Longueur de la pièce
±0,2 mm
Pied à coulisse
Ø du perçage
±0,05 mm
Jauge de contrôle, micromètre
Filetage M10
Standard ISO 965-1
Jauge de filetage
Rugosité (Ra)
Ra = 1,6 µm
Rugosimètre
6. Finition et Traitement
Finition finale : Contrôle de la rugosité de la surface après la dernière passe de finition.
Chanfreinage : Chanfreins réalisés pour enlever les bavures et améliorer les assemblages.
Nettoyage : Nettoyage de la pièce pour enlever l’huile de coupe et les copeaux avant le contrôle final.
7. Contrôle Final
Dimensions principales : Vérification avec un pied à coulisse, micromètre d’extérieur et d’intérieur.
Qualité de surface : Vérification de la rugosité avec un rugosimètre pour garantir Ra = 1,6 µm.
Filetage : Contrôle du filetage à l’aide d’une jauge de filetage.
8. Remarques Spécifiques
Temps estimé d’usinage : [Estimation du temps en fonction des opérations]
Précautions à prendre : Utilisation de lubrifiant pour le filetage, réduction de la profondeur de passe pour la finition.
Équipements de sécurité : Porter des lunettes et des gants de protection pendant l’usinage.
Ce modèle de gamme d’usinage vous permet de planifier, documenter et contrôler chaque étape de l’usinage d’une pièce de manière claire et précise. Vous pouvez l’adapter en fonction des besoins spécifiques de la pièce à fabriquer, du matériau utilisé, et des tolérances exigées.