La précision et l'exactitude sont très importantes en ingénierie, et le voile axial est l'une des causes les plus courantes d'erreurs lors de l'usinage.
Le faux-rond axial est la distance entre l'axe de rotation d'un outil de coupe et un plan.
Cela peut avoir un effet important sur la précision du produit fini, ce qui peut entraîner des retouches coûteuses, plus de déchets et moins d'efficacité.
Comprendre le faux-rond axial est important pour les étudiants en ingénierie et les professionnels qui veulent s'assurer que l'usinage fonctionne bien et reste précis.
Dans cet article de blog, je vais parler des causes et des effets du faux-rond axial, expliquer comment le mesurer et examiner les meilleurs moyens de réduire au minimum ses effets sur les opérations d'usinage.
Alors, que vous soyez un ingénieur expérimenté ou un étudiant curieux, attachez votre ceinture et préparez-vous à découvrir le monde fascinant du faux-rond axial.
Introduction au battement axial
Définition formelle:
Le montant total le long de l'axe de rotation par lequel la rotation d'un outil de coupe s'écarte d'un plan.
Le faux-rond axial est un type de faux-rond qui décrit la distance entre l'axe de rotation d'un outil de coupe et un plan.
Cela se produit lorsque l'axe de rotation n'est pas le même que l'axe central de la broche et que la différence est mesurée le long de l'axe de rotation.
D'autre part, le faux-rond radial se produit lorsque l'axe de rotation s'éloigne de l'axe central de la broche mais reste parallèle à celui-ci.
Les deux types de faux-rond peuvent causer des problèmes tels que des vibrations, du bruit et une perte de précision.
Faux-rond radial ou axial
Le long de la longueur de l'axe central, la quantité de faux-rond radial est toujours la même, mais la quantité de faux-rond axial change en fonction de l'endroit où elle est mesurée par rapport à la base.
La position d'une surface lorsqu'elle tourne dans un plan vertical est affectée par son faux-rond axial.
Son faux-rond radial, en revanche, décrit à quel point il est rond ou décentré.
Habituellement, les étages rotatifs et les tables sont fabriqués avec des faux-ronds radiaux et axiaux.
Mesure du battement axial
Le battement axial est l'angle entre deux axes qui ne sont pas dans le même plan.
Dans ce cas, la différence entre une pièce et un axe de référence augmente à mesure que vous vous éloignez de leur point de rencontre.
Un comparateur à cadran est placé sur la broche de la table rotative ou de la platine pour mesurer le faux-rond axial.
L'indicateur est ensuite déplacé de sorte qu'il touche la surface de référence, et la table est tournée pour savoir à quelle distance il peut être du plan de référence.
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Causes et effets du faux-rond axial
Certaines des choses qui peuvent causer un faux-rond axial sont des roulements usés ou mal alignés, une broche ou une pièce tordue, un alignement bâclé de l'outil ou du montage et la dilatation de la machine-outil à mesure qu'elle chauffe.
Si le faux-rond axial n'est pas pris en compte ou n'est pas fixé lors de l'usinage, cela peut entraîner une pièce moins précise, des pièces rejetées, une augmentation des coûts et une baisse de la productivité.
Effets du battement axial
Le faux-rond axial peut affecter les opérations d'usinage en rendant la charge de copeaux inégale ou en provoquant un broutage excessif de l'outil.
Cela peut entraîner le déplacement de la pointe, ce qui modifie la façon dont la surface est faite et sa rugosité.
Il peut également provoquer des changements dans la topographie de la surface.
Par exemple, si la valeur est suffisamment élevée, la distance entre les marques d'outil peut changer et la marque d'outil laissée par la ke dent peut être supprimée.
De plus, le faux-rond axial change là où l'outil de coupe se trouve dans le plan vertical, ce qui peut entraîner des charges de copeaux inégales, une durée de vie plus courte de l'outil et davantage de vibrations.
Ceci, à son tour, peut entraîner une mauvaise finition de la surface de la pièce, telle que des rugosités, des ondulations et des marques de broutage.
Lors de l'usinage le long de l'axe Z, le faux-rond axial peut également modifier la profondeur de coupe et entraîner des erreurs de dimensions, telles que la conicité.
Lorsque des pièces délicates ou de haute précision sont usinées, les effets du faux-rond axial sur la finition de surface peuvent être très perceptibles.
Faux-rond radial
D'autre part, le faux-rond radial se produit lorsque l'axe de rotation s'éloigne de l'axe central de la broche mais reste parallèle à celui-ci.
Les deux types de faux-rond peuvent rendre un outil ou une pièce d'équipement moins précis, ce qui peut le faire tourner hors de son axe idéal.
Le voile radial rend plus difficile le centrage d'une pièce sur la table, ce qui peut entraîner une erreur d'angle trop importante pour être acceptable.
Les faux-ronds radiaux et axiaux peuvent entraîner une usure trop rapide ou inégale des outils de coupe, ce qui peut les faire casser trop tôt et rendre le processus moins sûr.
De telles ruptures pourraient rendre plus difficile le reconditionnement ou l'utilisation des tranchants restants, ce qui augmenterait le coût des consommables.
Le faux-rond a un effet important sur la précision de l'usinage et la durée de vie des outils.
Mesure du battement axial
Il existe différentes façons de mesurer le faux-rond axial qui varient en termes de précision et de difficulté d'utilisation.
Méthodes de test statique
Les tests statiques sont un moyen courant de mesurer le faux-rond axial car ils sont plus faciles et coûtent moins cher que les tests dynamiques.
Les tests statiques sont effectués lorsque la broche ou la pièce est immobile.
Il existe différentes façons de les faire, qui sont expliquées dans les axes de rotation de l'American Society of Mechanical Engineers.
Un comparateur à cadran avec une base magnétique standard est un moyen simple et courant de mesurer le faux-rond d'un accouplement ou d'un arbre.
Pour effectuer ce test, la base magnétique est placée sur une surface plane près de l'accouplement ou de l'arbre, et le comparateur à cadran est placé sur l'accouplement ou l'arbre pour mesurer le faux-rond.
S'il y a trop de battement, cela signifie que le diamètre intérieur du moyeu d'accouplement est usé ou que l'arbre est tordu.
Dans certains cas, il est également conseillé de vérifier le battement axial de l'accouplement en plaçant le comparateur à cadran sur la face extérieure du moyeu de l'accouplement.
Méthodes de test dynamique
Les méthodes de test dynamiques sont plus difficiles à comprendre, mais elles donnent des résultats légèrement plus précis car elles tiennent compte de la chaleur, des vibrations et de la force centrifuge.
Le test dynamique est effectué pendant que la broche ou la pièce est en mouvement.
Cela peut également être fait de différentes manières, comme en utilisant les méthodes basées sur le temps ou basées sur la fréquence.
Dans la méthode basée sur le temps, un tachymètre est utilisé pour mesurer la vitesse de rotation de la broche et un accéléromètre est utilisé pour mesurer le faux-rond qui fait trembler la machine.
La méthode basée sur la fréquence mesure la fréquence des vibrations causées par le faux-rond avec un analyseur de fréquence.
Équipement et étalonnage
La précision des mesures de battement axial dépend de l'équipement utilisé et de la manière dont il est configuré et calibré.
Quelle que soit la méthode utilisée, des mesures précises doivent être configurées et calibrées correctement.
Il est important de s'assurer que l'équipement est configuré et calibré correctement afin qu'il puisse donner des lectures précises.
Faux-rond de l'arbre
La plupart du temps, le battement axial de l'arbre est utilisé pour vérifier l'état des paliers de butée.
Elle est mesurée au milieu de l'arbre (sur son axe de rotation).
Le faux-rond de la face est le terme désignant les mesures qui ne sont pas au centre.
Dans ce cas, la planéité et l'équerrage font partie de la mesure, ce dont la plupart des applications ne se soucient pas.
Le faux-rond de l'arbre radial est un moyen de mesurer le déplacement d'un arbre rond autour de son centre lorsqu'il tourne.
L'alignement de l'entraînement / de l'arbre, la rigidité des roulements, l'augmentation du faux-rond à mesure que les roulements s'usent et l'équilibre sont autant de facteurs qui peuvent en être la cause.
Différence entre le battement axial et radial
Les deux types de faux-rond sont des écarts par rapport à l'axe de rotation prévu, mais la direction de l'écart et les effets sur la pièce sont différents pour chaque type.
Explication du faux-rond radial
Le faux-rond radial se produit lorsque l'axe de rotation n'est pas aligné avec l'axe central de la broche mais qu'il en est toujours éloigné.
Le battement radial est une mesure qui est la même tout le long de l'axe de la machine.
Il montre comment une table rotative se déplace lorsqu'elle tourne dans un plan horizontal.
Elle est parfois appelée excentricité ou translation latérale.
Faux-rond axial expliqué
Lorsque l'axe de rotation d'un outil de coupe s'éloigne d'un plan le long de son axe de rotation, on parle de faux-rond axial.
En raison de la déviation, l'axe est maintenant incliné et n'est plus parallèle à l'axe principal.
Le faux-rond axial dépendra de l'endroit où il est mesuré sur la base.
Le faux-rond axial peut entraîner un certain nombre de problèmes, tels qu'une charge de copeaux inégale, un broutage excessif de l'outil, une dérive de la pointe et des problèmes de rugosité et de génération de surface.
Effets du faux-rond radial et axial
Les deux types de faux-rond peuvent rendre un outil ou une pièce d'équipement moins précis, ce qui peut le faire tourner hors de son axe idéal.
Le voile radial rend plus difficile le centrage d'une pièce sur une table, ce qui entraîne des erreurs angulaires et un mauvais état de surface sous la forme d'erreurs d'arrondi.
Le faux-rond axial change là où l'outil de coupe se trouve dans le plan vertical, ce qui entraîne des charges de copeaux inégales, une durée de vie plus courte de l'outil et davantage de vibrations.
Ceci, à son tour, peut entraîner une mauvaise finition de la surface de la pièce, telle que des rugosités, des ondulations et des marques de broutage.
Lors de l'usinage le long de l'axe Z, le faux-rond axial peut également modifier la profondeur de coupe et entraîner des erreurs de dimensions, telles que la conicité.
Mesure du faux-rond axial et radial
La plupart du temps, un comparateur à cadran avec une base magnétique standard est utilisé pour mesurer le faux-rond d'un accouplement ou d'un arbre.
Placez simplement la base magnétique sur une surface plane à proximité de l'arbre ou de l'accouplement.
Ensuite, placez le comparateur à cadran sur l'accouplement ou l'arbre et observez le mouvement du cadran.
S'il y a trop de battement, cela signifie que le diamètre intérieur du moyeu d'accouplement est usé ou que l'arbre est tordu.
Dans certains cas, il est également conseillé de vérifier le battement axial de l'accouplement en plaçant le comparateur à cadran sur la face extérieure du moyeu de l'accouplement.
Le faux-rond axial peut être mesuré de plusieurs façons.
Les comparateurs à cadran, les capteurs laser et les machines de mesure tridimensionnelle sont parmi les moyens les plus courants de le faire.
Des mesures simples sont souvent effectuées avec des comparateurs à cadran, comme ceux à base magnétique.
Le test est effectué en plaçant la base magnétique sur une surface plane et en plaçant le comparateur à cadran sur l'arbre ou l'accouplement pour mesurer le faux-rond.
Des capteurs laser ou des machines de mesure de coordonnées peuvent être utilisés pour effectuer des mesures plus exactes et plus précises.
Ces appareils vous permettent de prendre des mesures sans les toucher et ils peuvent mesurer le faux-rond le long de plusieurs axes en même temps.
Minimisation et élimination du faux-rond axial
Pour réduire ou éliminer le faux-rond axial, il est important de configurer et d'entretenir correctement la machine.
Voici quelques-unes des meilleures façons de réduire le faux-rond axial :
- Porte-outils de précision : L'utilisation de porte-outils de précision tels que les porte-outils à ajustement serré ou à ajustement serré peut vous donner une rotation d'outil précise et précise, ce qui peut aider à réduire le faux-rond.
- Choisir des machines et des porte-outils avec un faux-rond minimal : Le choix de machines et de porte-outils avec un faux-rond minimal est essentiel pour maintenir au minimum le faux-rond total d'un système.
- Pression uniforme : assurez-vous qu'il y a la même quantité de pression tout autour de la tige pour réduire le faux-rond.
- Vérification et remplacement des roulements usés : Pour réduire le voile axial, les roulements usés ou endommagés doivent être vérifiés et remplacés régulièrement.
- Surveillance et contrôle des efforts de coupe : L'utilisation des bons paramètres de coupe, par exemple, peut aider à contrôler les efforts de coupe et à réduire le faux-rond axial.
Normes et spécifications de l'industrie
Il existe des normes et des spécifications industrielles pour le faux-rond axial qui sont utilisées pour s'assurer que les pièces répondent à certaines exigences d'exactitude et de précision.
Des organisations telles que l'Organisation internationale de normalisation (ISO) et l'American National Standards Institute établissent ces règles et exigences (ANSI).
Le faux-rond circulaire est l'une des normes industrielles les plus utilisées pour le faux-rond axial.
Le faux-rond circulaire est un type de tolérance géométrique utilisé pour mesurer le déplacement d'une surface vers le haut ou vers le bas lorsqu'elle tourne dans un plan horizontal.
En faux-rond circulaire, l'axe de référence est utilisé comme point de référence pour la zone de tolérance.
Cela crée une zone de tolérance 2D autour de l'axe de référence.
Pour respecter la légende, tous les points de la surface réelle doivent se trouver à l'intérieur de cette zone de tolérance.
En combinant deux axes courts aux extrémités de la pièce, le battement circulaire peut également être utilisé pour vérifier d'autres caractéristiques centrales de la pièce.
Il existe d'autres règles dans le monde des affaires concernant le faux-rond axial, telles que :
- ISO 1101 : Cette norme décrit les exigences générales pour le tolérancement géométrique des pièces, y compris l'utilisation de zones de tolérance pour contrôler la forme, l'orientation et l'emplacement.
Cette norme, ANSI Y14.5, indique comment les dimensions géométriques et les tolérances (GD&T) doivent être utilisées sur les dessins techniques.
Cette norme, ASME B89.3.4, explique comment mesurer le faux-rond axial avec des comparateurs à cadran ou des sondes de déplacement électroniques.
Ces normes et spécifications de l'industrie permettent aux ingénieurs, aux fabricants et aux responsables du contrôle qualité de se parler et de s'assurer que les pièces répondent à certaines exigences.
En suivant ces normes et directives, les fabricants peuvent s'assurer que leurs pièces sont précises et répondent aux besoins de leurs clients.
Conclusion
En conclusion, le faux-rond axial est une chose importante à laquelle les ingénieurs et les machinistes doivent penser s'ils veulent que leur travail soit précis.
C'est toujours une menace pour la précision et l'efficacité des opérations d'usinage, mais avec les bons outils, les bonnes techniques et les bonnes connaissances, on peut y faire face.
En comprenant les causes et les effets du faux-rond axial et en utilisant les meilleures pratiques pour réduire ses effets, les professionnels de l'ingénierie peuvent atteindre des niveaux élevés de précision, améliorer la productivité et réduire les déchets.
Mais le battement axial rappelle aussi l'équilibre délicat à maintenir entre la complexité de la fabrication et le désir de perfection.
Alors que nous continuons à proposer de nouvelles idées et à repousser les limites de ce qui est possible, nous devons rester humbles face aux défis et toujours essayer d'en apprendre davantage sur le monde qui nous entoure et de nous améliorer.
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