Taraudage CNC : un guide complet

Taraudage CNC est un processus d'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC) qui crée des filetages internes dans une pièce. Ces filetages permettent la fixation sécurisée de vis, boulons et autres inserts filetés. Cet article fournit un aperçu complet du taraudage CNC, couvrant ses applications, ses avantages, ses différents types, son outillage, ses considérations de programmation et ses protocoles de sécurité.

Avantages de l'utilisation du taraudage CNC

1. Cohérence et précision améliorées

• Élimine les erreurs humaines : Le tapotement manuel implique intrinsèquement des variations dans des facteurs tels que la pression de la main, l'alignement du tapotement et la vitesse. Le taraudage CNC supprime cet élément humain, garantissant une application constante de la force, un alignement précis et une adhésion exacte aux paramètres de taraudage programmés. Cela conduit à des dimensions de filetage et des géométries de trous très cohérentes sur toutes les pièces d'un lot, quel que soit le niveau de compétence ou la fatigue de l'opérateur.
• Résultats reproductibles : Les programmes CNC garantissent des paramètres identiques pour chaque pièce, ce qui permet d'obtenir une qualité de filetage et des caractéristiques de trou totalement reproductibles. Cette cohérence est cruciale pour les applications de taraudage nécessitant un assemblage et des performances précis et uniformes, comme dans les industries automobile et aérospatiale.

2. Efficacité de production accrue

• Automation: Les programmes CNC automatisent l'ensemble du processus de taraudage, éliminant ainsi le besoin d'opérations et de configurations manuelles pour chaque pièce. Cela réduit considérablement les temps de cycle par rapport au taraudage manuel, où chaque trou nécessite une attention individuelle. Cela se traduit par une augmentation de la production, permettant aux fabricants de produire plus de pièces dans un délai plus court.
• Temps de cycle plus rapides : Le taraudage CNC utilise des vitesses d'avance et des vitesses de broche optimisées en fonction du matériau spécifique et de la taille du filetage. Cette optimisation conduit à des cycles de taraudage plus rapides par rapport aux processus manuels où les opérateurs peuvent ajuster les paramètres en fonction de l'expérience ou de l'intuition, et pas nécessairement des meilleures pratiques.

3. Risque réduit d'erreurs

• Facteur humain minimisé : En éliminant le besoin d’opération manuelle, le taraudage CNC élimine la possibilité d’erreurs introduites par des facteurs humains tels que la fatigue, l’inattention ou le manque d’expérience. Cela minimise le risque de rupture de taraud, de défauts de filetage et de qualité de trou inégale, ce qui conduit finalement à un rendement plus élevé de pièces sans défaut.
• Contrôle de processus amélioré : Le taraudage CNC permet un contrôle précis des paramètres critiques tels que la vitesse d'avance, la vitesse de la broche et la profondeur de taraudage (si utilisée). Ce niveau de contrôle minimise le risque d’erreurs associé à une sélection incorrecte des paramètres ou à une application incohérente, conduisant à un processus de taraudage plus fiable et plus prévisible.

Types de taraudage CNC

Le taraudage CNC peut être classé en deux types principaux en fonction de la nature du trou à fileter : le taraudage traversant et le taraudage borgne. Chaque méthode nécessite des considérations et des techniques différentes pour obtenir des résultats optimaux.

Type de taraudage	Description	Avantages	Désavantages	Défis
Taraudage traversant	Crée des filetages qui s'étendent sur toute l'épaisseur de la pièce.	Processus simple et direct. – Type de taraudage CNC le plus courant. Permet l'utilisation de vis ou de boulons qui traversent complètement la pièce.	Ne s'applique pas aux situations nécessitant un trou fileté qui ne traverse pas complètement.	Aucun défi particulier n’est associé à cette méthode.
Taraudage de trous borgnes	Crée des filetages dans un trou qui ne s'étend pas sur toute la pièce.	Permet des connexions filetées dans des composants avec un espace limité. Utile pour les applications où un trou traversant n'est pas réalisable.	Processus plus complexe par rapport au taraudage traversant en raison des limitations d'évacuation des copeaux. Nécessite des techniques supplémentaires comme le tapotement du fond ou le tapotement du picot pour gérer les éclats.	Risque accru d'accumulation de copeaux et de rupture de taraud en raison de l'espace limité pour l'évacuation des copeaux.

Outils de taraudage CNC

Un taraudage CNC efficace nécessite la sélection et l'utilisation appropriées de divers outils, chacun jouant un rôle crucial dans la réalisation d'une création de filetage précise et efficace. Voici une ventilation des éléments essentiels Outils de taraudage CNC:

1. Robinets

Ces outils de coupe spécialisés sont responsables de la création des filetages à l'intérieur de la pièce. Ils sont disponibles en différents types, chacun adapté à des applications et des propriétés matérielles spécifiques :

• Tarauds à pointe hélicoïdale : Ces tarauds sont dotés de cannelures hélicoïdales qui s'enroulent vers le haut le long de la tige. Ces cannelures agissent comme des canaux pour l'évacuation des copeaux, ce qui les rend idéales pour le taraudage traversant et certaines applications de trous borgnes où le dégagement des copeaux est moins restreint.
• Robinets de fond : Conçus pour le taraudage de trous borgnes, ces tarauds sont dépourvus de cannelures sur la partie inférieure du bord de coupe. Cela leur permet de créer des filetages complets qui s'étendent jusqu'au fond du trou borgne, garantissant ainsi une forme de filetage complète et fonctionnelle.
• Tarauds de formage : Contrairement aux tarauds traditionnels qui enlèvent de la matière pour créer des filetages, les tarauds de formage utilisent une action de roulement pour déformer plastiquement le matériau dans la forme de filetage souhaitée. Cette méthode est généralement utilisée pour les matériaux mous et ductiles comme l’aluminium, où la formation de copeaux est indésirable.

2. Pièce jointe de tapotement

Ces accessoires servent de pont entre le taraud et la machine CNC, offrant des fonctionnalités supplémentaires pour garantir des performances de taraudage optimales :

• Pinces et porte-tarauds : Ils fixent la tige du taraud dans la broche de la machine CNC, offrant une prise ferme et transmettant la force de rotation requise pour le taraudage.
• Têtes de taraudage en traction/compression : Ces accessoires intègrent des mécanismes qui absorbent les forces de taraudage et maintiennent un alignement constant du taraudage tout au long du processus. Cela permet de minimiser la déviation et la rupture du taraud, en particulier lorsque vous travaillez avec des matériaux plus durs ou des trous plus profonds.
• Accessoires de taraudage synchrones et non synchrones : Ces accessoires gèrent la vitesse de rotation du taraud par rapport à la broche principale de la machine CNC. Les accessoires synchrones synchronisent la vitesse du taraud avec la broche principale, tandis que les accessoires non synchrones permettent un contrôle indépendant, offrant une flexibilité pour des applications de taraudage spécifiques.

3. Fluides de coupe et lubrifiants

L'application de fluides de coupe ou de lubrifiants pendant le processus de taraudage offre plusieurs avantages :

• Réduction des frottements et des forces de coupe : Ces fluides agissent comme un lubrifiant, minimisant la friction entre le taraud et le matériau de la pièce. Cette réduction de la friction diminue les forces de coupe requises, ce qui entraîne moins d'usure du taraud et prolonge sa durée de vie.
• Évacuation des copeaux améliorée : Les propriétés lubrifiantes de ces fluides contribuent également à l'évacuation des copeaux, empêchant ainsi l'accumulation de copeaux qui peut entraver le processus de taraudage et potentiellement endommager le taraud ou les filetages.
• Efficacité globale améliorée : En minimisant les frottements et en favorisant l'élimination des copeaux, les fluides de coupe contribuent à une opération de taraudage plus fluide et plus efficace.

Le choix des outils et accessoires de taraudage appropriés nécessite une prise en compte attentive de divers facteurs, notamment le type de taraudage effectué (trou traversant ou trou borgne), les propriétés du matériau de la pièce et les spécifications de filetage souhaitées. En comprenant les fonctions et les applications de chaque outil, les machinistes peuvent prendre des décisions éclairées pour garantir des opérations de taraudage CNC réussies et efficaces.

Programmation pour le taraudage CNC

Le taraudage CNC repose sur des instructions de programmation spécifiques délivrées via le code G, le langage contrôlant les machines CNC. Cette section examine les commandes essentielles du code G et les considérations relatives aux parcours d'outils pour un taraudage CNC efficace.

1. Définition des paramètres de taraudage avec le code G

Le G-code est le langage de programmation qui indique aux machines CNC d'effectuer des tâches spécifiques. Pour le taraudage CNC, des commandes de code G spécifiques sont utilisées pour définir les paramètres critiques qui régissent le processus de taraudage :

Vitesse d'alimentation: Ce paramètre détermine la vitesse à laquelle le taraud avance dans la pièce, généralement mesurée en millimètres par minute (mm/min) ou en pouces par minute (ipm). La sélection de la vitesse d'avance appropriée est essentielle pour obtenir une qualité de filetage optimale et éviter la rupture du taraud. Des facteurs tels que le diamètre du taraud, la dureté du matériau et la qualité de filetage souhaitée influencent tous le choix de la vitesse d'avance idéale.

Vitesse de broche: Ce paramètre définit la vitesse de rotation du taraud, généralement mesurée en tours par minute (tr/min). Le choix de la vitesse de broche correcte dépend du diamètre du taraud, du matériau taraudé et de la qualité de filetage souhaitée. Une vitesse de broche plus élevée convient généralement aux tarauds plus petits, aux matériaux plus tendres et aux filetages plus grossiers, tandis que des vitesses plus faibles sont préférées aux tarauds plus grands, aux matériaux plus durs et aux filetages plus fins.

Programmation du tapotement du bec : Lors de l'utilisation de la technique de taraudage par peck pour le taraudage de trous borgnes, des commandes de code G supplémentaires sont nécessaires pour spécifier :

• Profondeur du pic : Cela définit la distance sur laquelle le taraud avance dans le trou pendant chaque cycle de « picage ».
• Temps de séjour : Cela fait référence à la durée pendant laquelle le taraud reste au fond du trou après chaque cycle de perçage, permettant aux copeaux de s'évacuer et empêchant la rupture du taraud.
• Distance de rétraction : Cela définit la distance sur laquelle le taraud se rétracte après chaque cycle de perçage avant de poursuivre le processus de taraudage.

2. Génération du parcours d'outil de taraudage

Le programme CNC génère également le parcours d'outil, qui définit le chemin précis suivi par le centre du taraud lorsqu'il crée les filetages. Ce chemin comprend généralement les éléments suivants :

Chemins d'approche et de rétraction : Ils définissent le chemin emprunté par le taraud lorsqu'il se déplace vers la position de taraudage, puis se rétracte une fois l'opération terminée. Ces chemins sont prévus pour assurer un mouvement fluide et éviter les collisions avec la pièce ou d'autres composants de la machine.

Chemin de dégagement : Ce chemin définit le chemin emprunté par le taraud lorsqu'il n'est pas engagé dans la coupe. Cela garantit que le taraud dégage en toute sécurité la surface de la pièce lorsqu'il se déplace entre les positions d'approche/de rétraction et l'emplacement de taraudage réel.

Temps de séjour : Comme mentionné précédemment, le temps de séjour fait référence à la pause programmée au fond du trou, en particulier dans le taraudage de trous borgnes. Cela permet l'évacuation des copeaux et la formation correcte du filetage avant que le taraud ne se rétracte ou ne continue de tarauder.

En définissant soigneusement ces paramètres de taraudage et en générant un parcours d'outil précis via la programmation en code G, les machinistes peuvent garantir des opérations de taraudage CNC précises, efficaces et fiables.

Considérations de sécurité lors du taraudage CNC

Les pratiques efficaces de taraudage CNC privilégient non seulement l’efficacité de la production, mais également la sécurité de l’opérateur et de l’environnement environnant. Le respect de ces précautions essentielles garantit une opération de taraudage sûre et réussie :

• Utilisation appropriée des équipements de protection individuelle (EPI) : Portez toujours des lunettes de sécurité, une protection auditive et tout autre EPI nécessaire, conformément aux directives de sécurité de votre lieu de travail.
• Serrage sûr de la pièce : La pièce doit être solidement fixée dans le dispositif de fixation de la machine CNC pour éviter tout mouvement et toute blessure potentielle pendant le processus de taraudage.
• Suivi du processus de taraudage : Surveillez en permanence l'opération de taraudage pour détecter d'éventuels problèmes tels que l'accumulation de copeaux, un bruit excessif ou des vibrations. Si des anomalies sont observées, le processus doit être arrêté immédiatement pour identifier et résoudre le problème.
• Procédures de changement d’outil en toute sécurité : Suivez les procédures appropriées pour changer les outils de taraudage, en vous assurant que la broche est arrêtée et que la machine est dans un état sûr avant de manipuler les outils de coupe.

En adhérant à ces consignes de sécurité essentielles, les opérateurs peuvent réduire considérablement le risque d’accidents et de blessures lors de l’utilisation de machines CNC pour les opérations de taraudage. N’oubliez pas que la sécurité doit toujours être la priorité absolue dans tout environnement de fabrication.

Conclusion

Le taraudage CNC est une méthode polyvalente et efficace pour créer des filetages internes dans diverses applications de fabrication. En comprenant les différents types de taraudage, les techniques d'outillage et de programmation appropriées et les protocoles de sécurité essentiels, les fabricants peuvent garantir des composants filetés de haute qualité, cohérents et sûrs. À mesure que la technologie CNC continue d’évoluer, les progrès réalisés dans les accessoires de taraudage, les capacités de programmation et les matériaux des outils de coupe peuvent encore améliorer l’efficacité et la précision de ce processus d’usinage crucial.

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