Anglais 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
Feb
En savoir plus
10
Que cherchez-vous ?
Les broches de précision ont considérablement contribué à la capacité d'aligner avec précision et de transférer les charges dans une grande variété de systèmes, du plus simple au plus complexe. Lorsque les machines exigent une précision de positionnement de quelques microns, tous les positionneurs, guides et broches à épaulement doivent maintenir un positionnement avec des tolérances serrées en raison des contraintes imposées par les charges dynamiques. Chez Falcon CNC Swiss Engineering, nous concevons et fabriquons des broches de précision sur mesure en utilisant la technologie CNC de type suisse. Grâce à une technologie de pointe, nous pouvons fournir des diamètres avec des tolérances aussi faibles que ±0,0002 pouces (5 microns) et des états de surface inférieurs à Ra 0,2 µm. Ce document répondra à vos questions les plus techniques sur la fabrication de broches de précision, y compris les types de matériaux utilisables et les capacités de processus disponibles.
Les broches de précision sont des composants usinés spécialisés conçus pour établir la relation positionnelle d'une pièce par rapport à une autre, qu'elle soit mobile ou fixe. Un exemple de ce type d'élément mécanique conçu serait une broche dans un gabarit, un montage, un jeu de matrices ou une articulation de robot. Dans toutes ces applications, une seule broche de positionnement peut contribuer à une erreur d'assemblage, à une usure accrue ou à une dérive positionnelle lorsque son écart par rapport aux tolérances nominales n'est que de quelques microns. Il existe trois caractéristiques principales des systèmes de positionnement de précision qui doivent être satisfaites : la tolérance de diamètre, la circularité et l'état de surface. Pour garantir que vos exigences GD et T soient respectées sur toute broche que vous devez fabriquer (y compris les goupilles et les géométries plus complexes étagées et filetées), nous utilisons des tours à poupée mobile de type suisse Falcon et des équipements de mesure laser en cours de processus.
D'un point de vue ingénierie mécanique, les broches de précision se répartissent en deux catégories fonctionnelles principales :
Broches de positionnement / d'alignement – Celles-ci définissent une position fixe entre deux composants. Les exemples incluent les goupilles de positionnement, les broches de localisation, les broches de guidage d'outillage et les broches d'alignement. Elles ont généralement des tolérances diamétrales serrées (h6, g6 ou personnalisées) et peuvent inclure des entrées coniques pour faciliter l'assemblage.
Broches de fixation / de retenue – Celles-ci résistent aux charges de cisaillement et de traction tout en permettant le démontage. Ce groupe comprend les broches à épaulement, les broches de chape, les broches à ressort et les fixations de type clavette. Elles combinent souvent une tige rectifiée de précision avec une extrémité filetée ou rainurée.
De nombreuses broches usinées CNC brouillent la frontière – par exemple, une broche à épaulement qui positionne une douille (alignement) et serre également un assemblage en sandwich (fixation). Falcon conçoit et usine les deux types, intégrant souvent des fonctionnalités telles que des trous transversaux, des méplats ou des filetages internes.
Le choix du matériau a un impact direct sur la résistance à l'usure, la protection contre la corrosion, la résistance et le coût. Voici une comparaison des alliages les plus courants que nous usinons pour la fabrication de broches de précision.
| Matériau | Avantages | Applications typiques | Dureté (brut d'usinage / traité thermiquement) |
| Broches de précision en acier inoxydable (303, 304, 316, 17-4 PH) | Résistance à la corrosion, nettoyabilité, résistance modérée | Dispositifs médicaux, équipements alimentaires, systèmes de positionnement marins | 180-220 HB / jusqu'à 45 HRC |
| Broches CNC en acier durci (O1, A2, 52100, 4140) | Haute résistance à l'usure, résistance du noyau, stabilité dimensionnelle | Matrices d'outillage, poinçons, montages à cycles élevés, broches de guidage automobiles | 200-250 HB / 58-62 HRC |
| Broches de précision en titane (Grade 5 Ti6Al4V) | Rapport résistance/poids élevé, biocompatible, non magnétique | Actionneurs aérospatiaux, instruments orthopédiques, liaisons robotiques | 320-380 HB / 36-42 HRC |
| Broches usinées chromées (acier + chrome dur) | Frottement extrêmement faible, résistance à la corrosion et au grippage | Positionneurs hydrauliques, broches de guidage linéaires, automatisation à haute vitesse | Acier de base 55 HRC + chrome 70 HRC |
| Broches CNC en aluminium (7075, 6061) | Légèreté, usinage rapide, anodisable | Étages de positionnement pour semi-conducteurs, outillage portable | 80-110 HB (surface anodisée à 60 HRC) |
| Broches de précision en carbure (carbure de tungstène micro-grain) | Résistance à la compression ultime, module d'élasticité ~600 GPa | Positionneurs de précision en V, outillage EDM, plaques d'usure | 89-93 HRA |
| Goupilles en acier allié (8620, 9310) | Cémentable, noyau résistant, bonne durée de vie en fatigue | Gabaries aérospatiaux, montages pour transmissions automobiles | 150-200 HB / cémente 58-62 HRC |
Le matériau le plus résistant pour résister à la déformation permanente sous des charges de compression ou de cisaillement est le carbure de tungstène ; les broches de précision en carbure de tungstène sont les plus résistantes. La résistance à la compression du carbure dépasse 4500 MPa (650 ksi), soit environ trois fois plus résistante que l'acier à outils trempé ; cependant, il est à la fois coûteux et cassant. Lorsque la résistance et la ténacité sont toutes deux nécessaires, comme dans une broche de positionnement qui subit également un impact, les broches CNC en acier durci fabriquées en acier 52100 ou A2 (58-62 HRC) représentent le meilleur choix technique. Pour les applications légères et à haute résistance, les broches de précision en titane Grade 5 présentent un rapport résistance/poids supérieur.
L'obtention de broches de précision à tolérances serrées nécessite plus qu'un tour standard. Falcon CNC Swiss utilise des centres de tournage CNC multiaxes de type suisse équipés de douilles à guider, d'outillage entraîné et de jauges en cours de processus. Voici notre processus standard pour l'usinage de broches à haute tolérance.
Préparation de la production - Des barres d'acier inoxydable, de titane, de carbure et une variété de matériaux en barres rectifiés et tournés sans centre sont alimentées dans les tours suisses comme matières premières. Les tolérances des barres sont maintenues à H8 ou mieux.
Pièces tournées CNC ou suisses pour broches de précision - La douille à guider soutient le matériau à 5-10 mm de l'outil de coupe, éliminant pratiquement la déflexion. Le diamètre extérieur est ébauché et fini par tournage (la quantité laissée à rectifier est généralement de 0,05 mm à 0,10 mm).
Caractéristiques secondaires - L'outillage entraîné usine (fraise) des méplats, des trous transversaux, des fentes et des filetages sans retirer la pièce de la broche principale, maintenant ainsi la concentricité.
Traitement thermique - Pour les broches en acier nécessitant 45 HRC, le processus de traitement thermique permet une trempe sous vide et un revenu. Les broches en carbure et certains aciers inoxydables sont utilisés comme outillage de machine.
Rectification de précision - Une fois traitées thermiquement pour des broches de rectification de précision, elles doivent répondre aux tolérances H6 ou meilleures (≤ 5 µm) en utilisant une rectification sans centre ou cylindrique.
Finition de surface - Polissage mécanique, microlapage ou chromage pour obtenir des broches de précision avec un fini miroir (Ra ≤ 0,1 µm).
Inspection - Chaque lot subit une mesure au micromètre laser (tous les diamètres), un test de circularité et un test de dureté des broches de précision (Rockwell ou micro Vickers).
Passivation ou nettoyage - Les broches en acier inoxydable sont passivées, toutes les broches sont nettoyées par ultrasons et scellées sous vide pour l'expédition.
Falcon CNC Swiss se spécialise dans le tournage CNC pour broches de précision de 0,5 mm à 32 mm de diamètre, avec des longueurs jusqu'à 300 mm. Nos machines de type suisse nous permettent d'usiner la broche entière en une seule opération de serrage, y compris :
Broches CNC coniques avec un cône allant jusqu'à 10° par côté.
Fabricant de broches à épaulement – contrôle précis de la longueur d'épaulement ±0,01 mm.
Broches de guidage pour outillage avec entrée chanfreinée et rainures de lubrification.
Broches de positionnement CNC avec embouts hémisphériques ou coniques.
Parce que le tournage suisse utilise une poupée mobile et une douille à guider, nous maintenons les tolérances de diamètre des broches CNC jusqu'à ±0,002 mm (2 µm) sur les caractéristiques critiques – un niveau inaccessible avec les tours conventionnels.
Pour les systèmes de positionnement à tolérances serrées, la classe d'ajustement de la broche et l'état de surface affectent directement la répétabilité du positionnement. Voici les tolérances et finitions standards que nous produisons couramment.
| Classe de tolérance | Écart diamétral (mm) | Application typique | Méthode d'inspection |
| h9 | ±0,030 | Ajustement avec jeu, alignement à faible cycle | Micromètre laser |
| h7 | ±0,015 | Broches de positionnement générales | Laser + jauge à air |
| Broches usinées tolérance h6 |
Service d'usinage de précision connexe
Plus d'actualités sur l'usinage de précision
|
