Usinage CNC pour les machines de construction : Précision, sélection des matériaux et valeurs de dureté

Aujourd'hui, les machines de construction sont des équipements indispensables pour des secteurs exigeants tels que la construction, l'exploitation minière et l'agriculture. Pour que ces machines fonctionnent efficacement et durablement, les pièces utilisées doivent être de haute qualité et durables. La production des pièces utilisées dans les machines de construction est généralement Usinage CNC est réalisée avec Cette méthode est supérieure en termes de précision et de fiabilité.

Dans cet article, nous examinerons en détail les types de matériaux et les valeurs de dureté utilisés dans la production de pièces de machines de construction.

Types de matériaux et propriétés utilisés dans la fabrication CNC

Le choix du matériau dans la production de pièces de machines de travail est un facteur décisif pour la performance et la durée de vie de la pièce. Les types de matériaux suivants sont généralement préférés pour l'usinage CNC :

1. aciers au carbone (C45, CK45, etc.)

Caractéristiques : Il offre une grande solidité, une résistance à l'usure et une résistance aux chocs. Un traitement thermique est généralement appliqué pour augmenter la dureté.
Domaines d'utilisation : Arbres, engrenages, fixations, composants de vérins hydrauliques.
Valeurs de dureté : Habituellement dans la plage de 45-55 HRC après traitement thermique.

2. aciers alliés (42CrMo4, 16MnCr5, etc.)

Caractéristiques : Il est utilisé dans les pièces supportant de lourdes charges grâce à ses propriétés de résistance à la traction, de dureté et de ténacité élevées.
Domaines d'utilisation : Vilebrequins, engrenages porteurs de charges lourdes et raccords de bras de creusage.
Valeurs de dureté : La dureté est généralement comprise entre 55 et 60 HRC, mais elle peut être ajustée en fonction des besoins.

3. aciers inoxydables (AISI 304, 316, 420)

Caractéristiques : Il présente une résistance élevée à la corrosion et offre une longue durée de vie dans les environnements humides ou chimiques.
Domaines d'utilisation : Composants de systèmes hydrauliques, boulons et applications extérieures.
Valeurs de dureté : Plage de 30 à 45 HRC, faible dureté mais grande résistance.

4. alliages d'aluminium (7075, 6061, etc.)

Caractéristiques : Léger et facile à travailler. Les traitements de surface assurent la solidité et la durabilité.
Domaines d'utilisation : Pièces mobiles légères, attaches mécaniques.
Valeurs de dureté : 80-120 HV (Vickers), généralement de faible dureté mais caractérisé par sa légèreté.

5. alliages de titane (Ti-6Al-4V)

Caractéristiques : Il offre une grande solidité, un poids léger et une résistance à la corrosion. Il fonctionne sans déformation, même dans des conditions difficiles.
Domaines d'utilisation : Bras d'excavation à usage spécial, fixations à haute performance.
Valeurs de dureté : 30-40 HRC, peut être plus élevé dans certaines applications.

6. matériaux polymères et composites (Delrin, PEEK)

Caractéristiques : En plus d'être résistants à l'usure et légers, ils ont un faible coefficient de frottement.
Domaines d'utilisation : Roulements, galets et pièces résistantes à la corrosion.
Valeurs de dureté : Sa dureté est généralement mesurée sur l'échelle Shore D, entre 80 et 90 Shore D.

Essais de dureté des matériaux

Les méthodes suivantes sont généralement utilisées pour le contrôle de la dureté des pièces usinées par CNC :

Essai Rockwell (HRC) : Convient pour l'acier dur et les alliages.
Essai Brinell (HB) : Il est appliqué sur des surfaces larges et rugueuses.
Test Vickers (HV) : Utilisé pour des mesures fines et précises.

Ces essais permettent de vérifier les propriétés mécaniques des matériaux et de s'assurer que les pièces de la machine sont adaptées aux conditions d'utilisation difficiles.

Importance de la dureté et de la durabilité dans la fabrication CNC

La dureté des pièces des machines de travail détermine leurs propriétés telles que la résistance à l'usure et aux chocs. Dans le processus d'usinage CNC, les procédés suivants peuvent être appliqués pour augmenter la dureté :

Traitement thermique : La résistance à la traction est renforcée par l'augmentation de la dureté.
Nitration et carbonisation : La dureté de la surface des pièces est augmentée et la résistance à l'usure est assurée.
Opérations de revêtement : Les méthodes telles que la galvanisation et la phosphatation, qui augmentent la résistance à la corrosion, sont préférées.

Pièces produites par CNC et informations succinctes sur les machines de construction

L'usinage CNC est l'une des méthodes les plus efficaces pour produire des composants essentiels des machines de construction. Les pièces utilisées dans les machines de construction doivent présenter des caractéristiques telles que le port de charges lourdes, la résistance aux conditions environnementales difficiles et une longue durée de vie. Voici les pièces d'engins de chantier produites à l'aide de la technologie CNC et leur brève description :

1) Perno (Pin)

Domaine d'utilisation : Il est utilisé pour fixer les pièces mobiles aux points de connexion des machines de construction.
Caractéristiques : Il offre une grande durabilité et une résistance à l'usure. Il est généralement fabriqué à partir d'aciers au carbone et durci par traitement thermique.
Matériau typique : C45, 42CrMo4.
Valeur de dureté : 45-55 HRC.

2. tiges de vérins hydrauliques

Domaine d'utilisation : Ils sont les composants mobiles des systèmes hydrauliques des excavateurs, des chargeurs et des grues.
Caractéristiques : La qualité de la surface lisse et la résistance à la corrosion sont importantes. Le chromage est appliqué après l'usinage.
Matériau typique : 42CrMo4 ou acier inoxydable (AISI 420).
Valeur de dureté : 50-60 HRC.

3. arbres (arbres)

Domaine d'utilisation : Pièces qui assurent le mouvement de rotation et transfèrent la puissance entre les engrenages et les roulements.
Caractéristiques : Il présente une grande solidité et une bonne résistance aux chocs. Il est usiné avec précision.
Matériau typique : C45, 16MnCr5.
Valeur de dureté : 40-50 HRC, 60 HRC après nitruration dans certaines applications.

4. engrenages

Domaine d'utilisation : Il est utilisé pour la transmission de la puissance et du couple dans les mécanismes mobiles des machines de construction.
Caractéristiques : Il exige une grande résistance à l'usure et un fonctionnement silencieux. Usiné CNC dans des dimensions précises.
Matériau typique : 42CrMo4, 16MnCr5.
Valeur de dureté : La dureté de la surface est généralement de 55 à 60 HRC.

5. arbres à manivelle

Domaine d'utilisation : Pièce essentielle des composants d'un moteur qui convertit le mouvement du piston en mouvement de rotation.
Caractéristiques : Il présente une grande solidité et une grande résistance à la fatigue. La rectification est appliquée après l'usinage.
Matériau typique : 42CrMo4, acier 4140.
Valeur de dureté : 50-55 HRC.

6. les composants des bras et des articulations

Domaine d'utilisation : Dans les bras d'excavateurs et de chargeurs, il forme les parties mobiles des points d'articulation.
Caractéristiques : Il est résistant aux chocs et à la déformation. Usiné avec précision sur des machines à commande numérique.
Matériau typique : Acier C45, S355.
Valeur de dureté : 45-50 HRC.

7. paliers

Domaine d'utilisation : Il assure une transmission souple et silencieuse des mouvements rotatifs.
Caractéristiques : Il doit être résistant à l'abrasion et usiné selon des dimensions précises.
Matériau typique : Acier inoxydable (AISI 420) ou acier au carbone.
Valeur de dureté : 50-60 HRC.

8. corps de valves hydrauliques

Domaine d'utilisation : Ce sont des composants du système qui assurent l'orientation correcte des fluides hydrauliques.
Caractéristiques : Il présente des dimensions de trou et des propriétés d'étanchéité précises.
Matériau typique : Fonte, alliages d'aluminium.
Valeur de dureté : Habituellement 30-40 HRC.

9. dents de godet de pelleteuse

Domaine d'utilisation : Il est utilisé pour racler les matériaux dans les parties excavatrices des pelles et des chargeurs.
Caractéristiques : Il présente une grande résistance à l'usure.
Matériau typique : Acier au manganèse (acier Hadfield).
Valeur de dureté : La dureté de la surface est généralement supérieure à 50 HRC.

10. moyeux et essieux de roue

Domaine d'utilisation : Ce sont des éléments de la roue qui assurent le mouvement des engins de chantier.
Caractéristiques : Il doit avoir une résistance et une capacité de charge élevées.
Matériau typique : 42CrMo4, 4140.
Valeur de dureté : 40-50 HRC.

Le rôle de la fabrication CNC dans les pièces de machines de construction

L'usinage CNC permet de produire des pièces de machines de travail avec une grande précision. Précision millimétrique, répétabilité et efficacité des matériaux C'est l'un des principaux avantages de la technologie CNC. En outre, cette méthode offre un processus de fabrication personnalisable pour répondre à des exigences de conception spécifiques. En termes de rigidité, de durabilité et de qualité, les pièces produites à l'aide de machines CNC s'adaptent facilement aux applications industrielles exigeantes.

Ces informations vous permettent de comprendre l'importance de la technologie CNC dans le secteur des machines de construction et les détails des pièces produites à l'aide de cette technologie. Pour les fabricants en particulier, la sélection des matériaux et les valeurs de dureté jouent un rôle décisif dans la performance et la durée de vie des pièces.

Conclusion

Les machines de construction doivent répondre à des normes élevées en termes de fiabilité et de durabilité dans des conditions de travail difficiles. L'usinage CNC améliore les performances des machines de construction en répondant à ces normes grâce à une sélection appropriée des matériaux et des valeurs de dureté. Divers matériaux tels que l'acier, l'aluminium, le titane et les polymères sont spécialement usinés et adaptés aux différents domaines d'application. Le contrôle de la qualité est assuré par des tests de dureté, ce qui permet de produire des pièces durables et fiables.