L'usinage est un processus dans lequel un matériau (souvent du métal) est découpé dans une forme et une taille finales souhaitées par un processus d'enlèvement de matière contrôlé.Les procédés qui ont pour thème commun l'enlèvement contrôlé de matière sont aujourd'hui collectivement appelés fabrication soustractive, à la différence des procédés d'ajout contrôlé de matière, appelés fabrication additive.Ce qu'implique exactement la partie "contrôlée" de la définition peut varier, mais cela implique presque toujours l'utilisation de machines-outils (en plus des outils électriques et des outils à main).
L'usinage fait partie de la fabrication de nombreuxproduits métalliques, mais il peut également être utilisé sur des matériaux tels que le bois, le plastique, la céramique et les composites.Une personne spécialisée dans l'usinage s'appelle un machiniste.Une pièce, un bâtiment ou une entreprise où l'usinage est effectué s'appelle un atelier d'usinage.Une grande partie de l'usinage moderne est effectuée par commande numérique par ordinateur (CNC), dans laquelle des ordinateurs sont utilisés pour contrôler le mouvement et le fonctionnement des moulins, des tours et d'autres machines de découpe.Cela augmente l'efficacité, car la machine CNC fonctionne sans personnel, ce qui réduit les coûts de main-d'œuvre pour les ateliers d'usinage.
| Capacités d'usinage de précision CNC chez RMC Foundry | |||
| Installations | Quantité | Gamme de taille (mm) | Capacité annuelle |
| Centre d'usinage vertical (VMC) | 48 ensembles | 1 500 × 1 000 × 800 | 6 000 tonnes ou 300 000 pièces |
| Centre d'usinage horizontal (VMC) | 12 ensembles | 1 200 × 800 × 600 | 2 000 tonnes ou 100 000 pièces |
| Machine cnc | 60 ensembles | Max tournant φ600 | 5 000 tonnes ou 600 000 pièces |
| Norme de tolérance : ISO 8062 2013, ISO 2768, GOST 26645 (Russie) ou GBT 6414 (Chine). | |||
Les trois principaux procédés d'usinage sont classés en tournage, perçage et fraisage.D'autres opérations entrant dans des catégories diverses comprennent le façonnage, le rabotage, l'alésage, le brochage et le sciage.
Les opérations de tournage sont des opérations qui font tourner la pièce comme principale méthode de déplacement du métal contre l'outil de coupe.Les tours sont les principales machines-outils utilisées en tournage.
Les opérations de fraisage sont des opérations au cours desquelles l'outil de coupe tourne pour amener les arêtes de coupe en appui contre la pièce.Les fraiseuses sont les principales machines-outils utilisées en fraisage.
Les opérations de perçage sont des opérations dans lesquelles des trous sont produits ou affinés en amenant une fraise rotative avec des arêtes de coupe à l'extrémité inférieure en contact avec la pièce.Les opérations de perçage se font principalement dans des perceuses à colonne mais parfois sur des tours ou des fraiseuses.
Les opérations diverses sont des opérations qui, à proprement parler, peuvent ne pas être des opérations d'usinage en ce sens qu'elles peuvent ne pas être des opérations de production de copeaux, mais ces opérations sont effectuées sur une machine-outil typique.Le brunissage est un exemple d'opération diverse.Le brunissage ne produit pas de copeaux mais peut être effectué sur un tour, une fraiseuse ou une perceuse à colonne.
Une pièce non finie nécessitant un usinage devra être découpée pour créer un produit fini.Un produit fini serait une pièce qui répond aux spécifications établies pour cette pièce par des dessins techniques ou des plans.Par exemple, une pièce peut devoir avoir un diamètre extérieur spécifique.Un tour est une machine-outil qui peut être utilisée pour créer ce diamètre en faisant tourner une pièce en métal, de sorte qu'un outil de coupe puisse couper le métal, créant une surface lisse et ronde correspondant au diamètre et à la finition de surface requis.Une perceuse peut être utilisée pour enlever le métal sous la forme d'un trou cylindrique.D'autres outils pouvant être utilisés pour divers types d'enlèvement de métal sont les fraiseuses, les scies et les rectifieuses.Beaucoup de ces mêmes techniques sont utilisées dans le travail du bois.
Les techniques d'usinage avancées incluent la précisionUsinage CNC, usinage par décharge électrique (EDM), érosion électrochimique, découpe laser ou découpe au jet d'eau pour façonner des pièces métalliques.
En tant qu'entreprise commerciale, l'usinage est généralement effectué dans un atelier d'usinage, qui se compose d'une ou plusieurs salles de travail contenant les principales machines-outils.Bien qu'un atelier d'usinage puisse être une opération autonome, de nombreuses entreprises maintiennent des ateliers d'usinage internes qui répondent aux besoins spécialisés de l'entreprise.
L'usinage nécessite une attention à de nombreux détails pour qu'une pièce réponde aux spécifications énoncées dans les dessins techniques ou les plans.Outre les problèmes évidents liés aux dimensions correctes, il y a le problème d'obtenir la finition ou le lissé de surface correct sur la pièce.La finition inférieure trouvée sur la surface usinée d'une pièce peut être causée par un serrage incorrect, un outil émoussé ou une présentation inappropriée d'un outil.Fréquemment, ce mauvais état de surface, connu sous le nom de broutage, se manifeste par une finition ondulée ou irrégulière et l'apparition d'ondulations sur les surfaces usinées de la pièce.
L'usinage est tout processus dans lequel un outil de coupe est utilisé pour enlever de petits copeaux de matériau de la pièce (la pièce est souvent appelée le "travail").Pour effectuer l'opération, un mouvement relatif est nécessaire entre l'outil et la pièce.Ce mouvement relatif est obtenu dans la plupart des opérations d'usinage au moyen d'un mouvement primaire, appelé "vitesse de coupe" et d'un mouvement secondaire appelé "avance".La forme de l'outil et sa pénétration dans la surface de travail, combinées à ces mouvements, produisent la forme souhaitée de la surface de travail résultante.
Opérations d'usinage
Il existe de nombreux types d'opérations d'usinage, chacune pouvant générer une certaine géométrie de pièce et une certaine texture de surface.
En tournage, un outil de coupe avec une seule arête de coupe est utilisé pour enlever de la matière d'une pièce en rotation pour générer une forme cylindrique.Le mouvement principal est fourni en faisant tourner la pièce et le mouvement d'avance est obtenu en déplaçant lentement l'outil de coupe dans une direction parallèle à l'axe de rotation de la pièce.
Le forage est utilisé pour créer un trou rond.Il est accompli par un outil rotatif qui a généralement deux ou quatre arêtes de coupe hélicoïdales.L'outil est introduit dans une direction parallèle à son axe de rotation dans la pièce pour former le trou rond.
En alésage, un outil avec une seule pointe pointue pliée est avancé dans un trou grossièrement fait dans une pièce en rotation pour agrandir légèrement le trou et améliorer sa précision.Il s'agit d'une opération de finition fine utilisée dans les dernières étapes de la fabrication du produit.
L'alésage est l'une des opérations de dimensionnement qui enlève une petite quantité de métal d'un trou déjà percé.
Dans le fraisage, un outil rotatif à plusieurs arêtes de coupe est déplacé lentement par rapport au matériau pour générer une surface plane ou droite.La direction du mouvement d'avance est perpendiculaire à l'axe de rotation de l'outil.Le mouvement de vitesse est fourni par la fraise rotative.Les deux formes de fraisage de base sont : le fraisage périphérique et le surfaçage.
D'autres opérations d'usinage conventionnelles comprennent le façonnage, le rabotage, le brochage et le sciage.En outre, le meulage et les opérations abrasives similaires sont souvent inclus dans la catégorie de l'usinage.
Un outil de coupe a une ou plusieurs arêtes de coupe tranchantes et est fait d'un matériau plus dur que le matériau de travail.L'arête de coupe sert à séparer le copeau du matériau de base.Les deux surfaces de l'outil sont reliées au tranchant :
La face de coupe et le flanc.
La face de coupe, qui dirige le flux de copeaux nouvellement formés, est orientée selon un certain angle appelé angle de coupe "α".Elle est mesurée par rapport au plan perpendiculaire à la surface de travail.L'angle de coupe peut être positif ou négatif.Le flanc de l'outil fournit un jeu entre l'outil et la surface de travail nouvellement formée, protégeant ainsi la surface de l'abrasion, qui dégraderait la finition.Cet angle entre la surface de travail et la surface du flanc est appelé angle de dépouille.Il existe deux principaux types d'outils de coupe :
Outil à point unique et outil à plusieurs arêtes de coupe
Un outil à pointe unique a une arête de coupe et est utilisé pour le tournage, l'alésage et le rabotage.Lors de l'usinage, la pointe de l'outil pénètre sous la surface de travail d'origine de la pièce à usiner.Le point est parfois arrondi à un certain rayon, appelé rayon du nez.
Les outils à plusieurs arêtes de coupe ont plus d'une arête de coupe et réalisent généralement leur mouvement par rapport à la pièce à usiner en tournant.Le perçage et le fraisage utilisent des outils rotatifs à plusieurs arêtes de coupe.Bien que les formes de ces outils soient différentes de celles d'un outil à point unique, de nombreux éléments de la géométrie de l'outil sont similaires.
Produits d'usinage CNC en fonte grise
