Des filetages qui tiennent : méthodes d'usinage de filetages CNC

Commencez par la fonction du filetage

Un même filetage nominal peut remplir différentes fonctions. Une vis de capot peut nécessiter un engagement fiable et un assemblage propre. Un raccord sous pression peut aussi nécessiter l'étanchéité, le contrôle de surface et des essais d'étanchéité. Une fixation structurelle peut dépendre de la longueur d'engagement, de la précharge, de la résistance de la matière et de la résistance à l'arrachement. Un insert fileté ou un élément de réglage peut exiger un assemblage répété sans endommager la matière de base.

Avant de sélectionner l'outil, définissez la norme de filetage, la forme interne ou externe, le diamètre majeur ou mineur, le pas, la classe ou la tolérance, la profondeur utile, le faux rond, le chanfrein d'entrée et le composant d'accouplement. Si la fonction du filetage n'est pas claire, un fournisseur ne peut pas savoir si une voie flexible de fraisage de filetages ou une voie de taraudage à haut débit est le meilleur choix.

Taraudage, fraisage de filetages et filetage au tour à un seul point

Aucune méthode ne l'emporte dans toutes les situations. Le taraudage peut être efficace pour une production répétée, tandis que le fraisage de filets peut réduire les conséquences d'un outil cassé et offrir une flexibilité sur différentes tailles de filets. Le filetage au tour à outil unique peut être la voie naturelle sur une pièce tournée. Le procédé doit suivre la géométrie de la pièce et le matériau, et non l'opération préférée d'un fournisseur.

Choisir la bonne méthode d'usinage de filets CNC

Une revue de sélection pratique examine six questions :

1. Interne ou externe ? Les filets internes peuvent utiliser le taraudage ou le fraisage de filets ; les filets externes peuvent convenir au tournage ou au fraisage de filets.
2. Trou borgne ou débouchant ? Les trous borgnes nécessitent un espace pour les copeaux, une sortie de filet et une condition de fond contrôlée.
3. Quel est le comportement du matériau ? La ductilité, la dureté, l'écrouissage, l'abrasivité et la tendance au grippage influencent le choix de l'outil et la lubrification.
4. Combien de filets sont réalisés ? Le temps de cycle, la durée de vie de l'outil, le changement de série et la répétabilité importent davantage en production que sur un prototype unique.
5. Que se passe-t-il si l'outil casse ? Le risque de reprise peut favoriser le fraisage de filets pour un filetage profond critique.
6. Comment le filet sera-t-il contrôlé ? La norme, la classe, le type de calibre, la profondeur et le contrôle fonctionnel d'appariement doivent être définis avant approbation.

Une pièce peut utiliser différentes méthodes pour différentes familles de filets. De petits filets répétés peuvent être taraudés, tandis qu'un grand filet critique ou un filet borgne difficile peut être fraisé ou réalisé au tour à fileter.

Trous borgnes et profondeur de filetage

Le taraudage en aveugle sollicite le plus le procédé, car l'outil doit couper, inverser et évacuer les copeaux sans endommager le fond du trou. Le plan doit distinguer la profondeur totale percée de la profondeur de filet utilisable et prévoir un dégagement lorsque la fixation ou la pièce d'appariement l'exige.

• Prévoir un dégagement non fileté sous le filet utilisable lorsque l'outil a besoin d'une sortie.
• Utiliser un style de taraud ou une trajectoire de fraisage de filets adapté au matériau et à la profondeur du trou.
• Maîtriser le liquide de refroidissement, la lubrification et l'évacuation des copeaux pour éviter le recoupage ou le bourrage.
• Définir le chanfrein d'entrée et les limites de bavure afin que la fixation s'engage sans fausse résistance.
• Contrôler l'engagement utile, pas seulement une forme hélicoïdale visible.

La profondeur du filetage doit être basée sur l'assemblage, la résistance du matériau et l'exigence de la fixation. Un filetage inutilement profond peut ajouter du temps de cycle et augmenter le risque d'outil sans ajouter de pouvoir de maintien.

Qu'est-ce qui contrôle la précision du filetage ?

La précision du filetage dépend de la relation entre le pas, le diamètre, la forme des flancs, la position axiale, le pas apparent et l'état du matériau. Un filetage peut sembler propre et échouer au calibre si le pas ou le diamètre effectif est incorrect. Le faux rond de l'outil, la synchronisation de la broche, le mouvement de la machine, la taille du pré-perçage, la lubrification et le contrôle des copeaux y contribuent tous.

Inspection du filetage au-delà d'un contrôle visuel

L'inspection doit correspondre à la norme de filetage et à sa fonction. Un contrôle visuel peut identifier des dommages évidents, mais il ne peut pas prouver le diamètre sur flancs, le pas, la forme des flancs ou un engagement utilisable. Utilisez le calibre, la méthode de mesure ou l'essai d'accouplement fonctionnel spécifié pour l'application.

• Calibres go/no-go : pratiques pour l'acceptation en production lorsque la norme de filetage et l'état des calibres sont maîtrisés.
• Mesure dimensionnelle : utile lorsque le diamètre sur flancs ou une autre caractéristique doit être enregistré.
• Contrôle d'accouplement fonctionnel : utile lorsque la fixation réelle ou le composant d'accouplement fait partie de l'acceptation.
• Inspection de position et d'orientation : nécessaire lorsque le filetage doit s'aligner sur une référence d'assemblage.
• Vérification de la profondeur et du fond : importante pour les filetages borgnes et les engagements longs.

Pour la planification de la documentation qualité, examinez les informations qualité CNC et indiquez dans la RFQ les gabarits, rapports, plans d'échantillonnage et enregistrements de traçabilité requis.

Décisions de dessin et de DFM qui préviennent les défaillances de filetage

1. Utilisez une norme et une classe de filetage reconnues plutôt qu'un diamètre nominal et un pas non qualifiés.
2. Indiquez séparément la profondeur de filetage utilisable et la profondeur totale du trou pour les trous borgnes.
3. Prévoyez un chanfrein d'entrée et une zone de dégagement ou de sortie là où l'outil en a besoin.
4. Prévoyez une épaisseur de paroi et une distance au bord suffisantes pour éviter l'éclatement ou la déformation.
5. Identifiez le matériau, le revêtement, le placage, la lubrification et la fixation conjuguée.
6. Précisez si le filetage doit passer un gabarit, s'accoupler à un composant fourni ou satisfaire un essai de pression ou de charge.

Ces notes séparent l'exigence de fabrication de l'exigence d'assemblage et réduisent le risque de réaliser un filetage visuellement convaincant qui échoue dans l'assemblage final.

Ce qu'il faut inclure dans une RFQ d'usinage de filetage

1. Dessin contrôlé avec norme de filetage, taille, pas, classe, sens et profondeur.
2. Nuance de matériau, dureté ou revenu, revêtement, placage et état de lubrification.
3. Géométrie interne ou externe, condition borgne ou débouchante, chanfrein, dégagement et sortie.
4. Quantité, cadence de production, composant conjugué et exigence d'essai fonctionnel.
5. Méthode d'inspection, jauges, rapports, traçabilité, emballage et exigences de livraison.

Lors de la sélection d'un fournisseur, comparez la méthode de filetage proposée avec le matériau, la profondeur, la quantité et les preuves d'inspection. La Capacité de filetage CNC doit être examinée conjointement avec le dessin réel.

FAQ sur l'usinage de filetages CNC

Le fraisage de filets est-il meilleur que le taraudage ?

Aucune méthode n'est universellement meilleure. Le taraudage est souvent efficace pour les filetages internes répétés, tandis que le fraisage de filets peut offrir une flexibilité pour les matériaux difficiles, les filetages plus grands, les trous borgnes et les risques élevés de récupération.

Quand un filetage doit-il être usiné au tour à fileter ?

Le filetage au tour à pointe unique est pratique pour les filets externes ou internes sur pièces de révolution, les formes spéciales, les grands diamètres et les applications où les passes contrôlées et le faux rond importent.

Pourquoi les tarauds cassent-ils dans les trous borgnes ?

Les causes courantes incluent un espace de copeaux insuffisant, une géométrie de taraud inadaptée, un couple excessif, une lubrification insuffisante, un défaut d'alignement, un avant-trou incorrect, un écrouissage et un dégagement insuffisant.

Quelle doit être la profondeur d'un trou taraudé ?

La profondeur de filet utilisable doit suivre la charge de la fixation, la résistance du matériau de base et la conception de l'assemblage. La profondeur totale doit également offrir de l'espace pour la pointe du taraud, les copeaux, le faux rond et le jeu de la fixation.

Comment les filetages CNC sont-ils inspectés ?

L'inspection peut utiliser des jauges go/no-go, la mesure dimensionnelle des filets, des méthodes optiques, des contrôles d'appariement fonctionnel, la mesure de position et la vérification de la profondeur des trous borgnes.