Principes techniques du traitement de coulée

L'usinage par fonderie consiste à prendre une pièce en métal moulé comme ébauche brute et à utiliser des processus mécaniques-tels que le tournage, le fraisage, le perçage, l'alésage et le meulage-pour éliminer l'excès de matière de la surface, obtenant ainsi les dimensions, la forme et la qualité de surface spécifiées dans la conception. Bien que le profil extérieur de la pièce moulée soit en grande partie établi après la coulée et le refroidissement, des problèmes tels que les écarts dimensionnels, la rugosité de la surface et les surépaisseurs d'usinage subsistent généralement, nécessitant un traitement ultérieur. Pendant l'usinage, un mouvement relatif se produit entre l'outil de coupe et la pièce à usiner ; l'outil coupe la surface de coulée pour éliminer l'excès de matériau, produisant finalement une surface usinée qui répond aux spécifications du plan.

Le principe fondamental de l'usinage de pièces moulées est l'enlèvement de matière obtenu grâce au mouvement relatif entre l'outil de coupe (ou l'outil abrasif) et la pièce moulée. En tournage, par exemple, la pièce tourne sur la broche de la machine-outil tandis que l'outil se déplace dans une direction prescrite, enlevant progressivement la matière en contrôlant la profondeur de coupe et l'avance. Le fraisage utilise une fraise rotative à grande vitesse-pour usiner la surface de coulée, permettant la création de caractéristiques telles que des surfaces planes, des fentes et des contours courbes. Le perçage est principalement utilisé pour créer des trous, tandis que l'alésage sert à améliorer encore la précision dimensionnelle et positionnelle. Pour les pièces moulées nécessitant une précision dimensionnelle élevée et une qualité de surface supérieure, des processus de finition tels que le meulage peuvent également être utilisés.

L'usinage par fonderie présente des défis uniques par rapport à l'usinage de l'acier standard, car le matériau interne peut contenir de la porosité, des cavités de retrait, des inclusions ou des non-uniformités microstructurelles. Avant de commencer l'usinage, il est essentiel de sélectionner les méthodes appropriées et de déterminer les surépaisseurs d'usinage appropriées en fonction des propriétés et de la qualité du matériau de la pièce moulée. Au cours du processus, une profondeur de coupe excessive peut entraîner une augmentation des forces de coupe et de l'usure de l'outil, tandis qu'une surépaisseur d'usinage insuffisante peut ne pas parvenir à éliminer complètement les défauts de surface. Par conséquent, une approche par étapes-comprenant l'usinage grossier, la semi-finition et la finition-est généralement adoptée pour éliminer rapidement la majeure partie du matériau en excès, suivie d'améliorations progressives de la précision dimensionnelle et de la qualité de la surface.

L'usinage de fonderie nécessite également le contrôle de la génération de chaleur, des vibrations et de la déformation. Les pièces moulées présentent souvent des géométries complexes et des variations significatives d'épaisseur de paroi, ce qui les rend sensibles à une répartition inégale des contraintes lors de la découpe. Par conséquent, une sélection appropriée des références de positionnement et des méthodes de serrage est cruciale lors de la configuration pour éviter la déformation de la pièce causée par une force de serrage excessive. Dans le même temps, des vitesses de coupe, des avances et des profondeurs de coupe appropriées doivent être sélectionnées en fonction du matériau de coulée, ainsi que des méthodes de refroidissement et de lubrification appropriées utilisées pour minimiser la friction et les fluctuations de température entre l'outil et la pièce. Une attention particulière doit également être accordée à la déformation potentielle lors de l'usinage de pièces moulées à paroi mince-ou à grande échelle-.

Une fois l'usinage terminé, des mesures et des inspections sont nécessaires pour vérifier que la pièce répond aux spécifications de conception. Les critères d'inspection standard incluent la précision dimensionnelle, la précision de forme, la précision de position et la rugosité de la surface. Des outils tels que des pieds à coulisse, des micromètres, des jauges d'alésage interne et des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) sont couramment utilisés pour ces contrôles. Pour les pièces moulées critiques, des inspections doivent également être effectuées pour détecter tout défaut interne susceptible de compromettre les performances. Grâce à la séquence de processus de "coulée-nettoyage de la coulée brute-usinage brut-semi-finition-finition-inspection de qualité", la pièce moulée est progressivement amenée à répondre aux exigences techniques finales.