Usinage de pièces métalliques CNC - Facteurs influençant la défaillance des tarauds extrudés à froid à filetage interne

Avec le développement de l'usinage CNC des filetages intérieurs vers des performances élevées, un coût réduit et une faible consommation d'énergie, l'extrusion à froid pour la formation du maillage des filetages intérieurs est devenue une composante essentielle de l'usinage CNC anti-fatigue . Elle offre de vastes perspectives d'application dans l'aéronautique, l'aérospatiale, les trains à grande vitesse et d'autres domaines. Les avantages et les inconvénients des différentes méthodes d'usinage CNC sont comparés du point de vue de la qualité d'usinage et de la durée de vie en fatigue. Afin d'améliorer la durée de vie en fatigue des filetages intérieurs, la technologie d'usinage CNC par extrusion à froid a été étudiée. La loi de déformation plastique et l'intégrité de surface de la couche métallique pendant l'extrusion à froid sont synthétisées afin d'améliorer sa stabilité et sa rentabilité.

Pièces métalliques CNC Usinage CNC - analyse des facteurs d'influence de la défaillance des tarauds d'extrusion à froid à filetage intérieur. L'extrusion à froid de filetage intérieur est une méthode d'usinage CNC métal-plastique qui utilise des tarauds d'extrusion pour traiter les filetages intérieurs. Il présente les caractéristiques d'une utilisation élevée du matériau, d'une précision d'usinage CNC élevée, d'une faible rugosité de surface, d'une résistance mécanique élevée et d'une forte résistance à la fatigue. Xu Jiuhua et al. ont mené une étude expérimentale sur le renforcement par extrusion de filetages intérieurs en acier haute résistance 300M. Les résultats montrent que les performances de fatigue des filetages intérieurs extrudés à froid sont considérablement améliorées par rapport aux filetages de coupe. Dans les mêmes conditions, la durée de vie des filetages extrudés à froid est la même que celle des filetages de coupe. 4 à 30 fois ;

Bien que la technologie d'extrusion à froid du filetage interne puisse produire un durcissement à froid sur la surface du filetage et améliorer la durée de vie en fatigue du filetage interne, il existe encore certaines lacunes dans la vulgarisation et l'application.

(1) Les tarauds à filetage sont soumis à des exigences élevées. Pendant le processus d'extrusion à froid du filetage intérieur, le taraud à filetage améliore considérablement sa résistance à la déformation en supportant une contrainte de compression tridimensionnelle. La contrainte des tarauds à filetage est bien supérieure à celle des autres méthodes de filetage intérieur. Cela nécessite que les tarauds à filetage présentent non seulement une résistance élevée, mais également une résistance aux chocs et à l'usure suffisantes. Par conséquent, les tarauds à filetage ont généralement une durée de vie courte.

(2) Le processus de fabrication des tarauds à filetage est complexe et le coût est élevé. Il ne convient généralement qu'à la production en série de pièces filetées intérieurement.

(3)Il ne convient pas à l'usinage CNC de trous filetés à rainures inclinées, de trous incomplètement filetés et de trous filetés à parois minces.

(4)Il ne convient pas à l'usinage CNC de matériaux cassants et de matériaux à haute résistance.

(5) La plasticité et la résistance aux chocs du filetage interne extrudé à froid sont médiocres. Il existe une contrainte résiduelle importante sur la surface, ce qui peut facilement provoquer une déformation du filetage interne.

(6) Outre la précision dimensionnelle relativement élevée, l'extrusion à froid des filetages internes présente des exigences plus élevées sur le trou inférieur de la pièce ; la lubrification de la surface de la pièce est également requise avant l'extrusion à froid.

La technologie d'extrusion à froid des filetages internes est un nouveau type de technologie d'usinage CNC des filetages internes. Le taraud de formage de filetage est utilisé pour faire passer le métal à travers les dents de bord du taraud pour générer un flux de plastique au fond de la pièce préfabriquée et former le filetage interne à température ambiante. Pour les produits à filetage interne fabriqués par extrusion à froid de filetages internes, la qualité de surface, la précision dimensionnelle, l'utilisation du matériau et les propriétés mécaniques sont meilleures que celles des méthodes d'usinage CNC traditionnelles. Il s'agit d'un élément important de la technologie d'usinage CNC anti-fatigue. Ses principaux avantages sont les suivants.

(1) Économie de matières premières. La forme requise des pièces est obtenue par déformation plastique du filetage interne par extrusion à froid du métal par usinage CNC. Il s'agit d'une technologie d'usinage CNC sans coupe. Elle peut améliorer considérablement le taux d'utilisation des matériaux.

(2) Améliorer la précision d'usinage CNC des filetages internes. L'erreur de forme et de position du filetage interne extrudé à froid est très faible. Pour les matériaux généraux, il est facile d'atteindre la précision de 4H_5H.

(3) La pièce peut obtenir la rugosité de surface idéale. Pendant le processus d'extrusion, les dents du taraud de formage de filetage appuient contre la surface du filetage. La rugosité de surface du filetage interne extrudé à froid peut atteindre Ra0.4~0.8. Par conséquent, le filetage interne extrudé à froid est rarement soumis à un usinage CNC secondaire et n'a besoin d'être rectifié avec précision qu'à un endroit particulièrement exigeant.

(4) Améliorer la résistance mécanique du filetage interne. Une fois le filetage interne extrudé à froid, le métal de surface est durci à froid, la fibre de structure de surface est raffinée et une distribution de ligne raisonnable est formée le long de la forme du filetage. Il existe une certaine profondeur de champ de contrainte résiduelle sur la couche de surface, ce qui augmente la résistance à la traction du filetage interne extrudé à froid et la résistance à la fatigue est bien supérieure à la résistance à la traction et à la fatigue des filetages internes extrudés à froid traités par d'autres méthodes. Par conséquent, certaines pièces filetées internes nécessitent à l'origine un traitement thermique pour se renforcer, une fois le processus d'extrusion à froid adopté, le processus de traitement thermique peut être omis ; certaines pièces filetées internes doivent à l'origine être fabriquées en acier laminé à plus haute résistance, une fois la technologie d'extrusion à froid utilisée, elle peut être remplacée par un acier laminé à moindre résistance.

(5) Améliorer l'efficacité de l'usinage CNC des filetages internes. L'utilisation de la technologie d'extrusion à froid au lieu d'autres technologies d'usinage CNC pour produire des pièces à filetage interne améliorera considérablement l'efficacité de la production.

(6)Il est adapté à l'usinage CNC de filetages de trous profonds et de trous borgnes. Étant donné que le processus d'extrusion à froid de filetage interne ne nécessite pas de nettoyage des copeaux, le risque de rupture de dents ou de taraudage causé par la difficulté d'élimination des copeaux est réduit ou évité.

(7)Réduire les coûts de fabrication. La technologie d'usinage CNC par extrusion à froid de filetage interne présente les avantages d'économiser des matières premières, d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire le volume d'usinage CNC des pièces. Elle peut remplacer des matériaux de haute qualité par des matériaux de niveau inférieur, réduisant ainsi considérablement le coût des pièces à filetage interne.

Application et performances du filetage intérieur extrudé à froid

Le filetage intérieur traité par extrusion à froid sans copeaux est supérieur au filetage intérieur traité par les méthodes d'usinage CNC traditionnelles en termes de résistance à la traction, de performance à la fatigue, de dureté de surface et d'autres propriétés physiques, comme indiqué dans le tableau. Avec la conception optimisée de la géométrie du taraud et l'amélioration de la croissance continue, ce filetage sans copeaux Usinage CNC La technologie peut être utilisée dans une gamme de plus en plus large de matériaux de pièces.