Qu’est-ce que l’usinage de rainures ? Types, processus et outils

Avez-vous déjà vu ces creux à la surface de différents produits ? Ces creux, fentes ou tranchées sont standard sur les pièces qui s’emboîtent les unes dans les autres. Par exemple, ces fentes ou rainures sont réalisées sur des tuyaux pour maintenir les bagues d’étanchéité. Ces creux sont réalisés par usinage de rainures. Mais qu’est-ce que l’usinage de rainures ?

 

Vous n’avez probablement aucune information sur cette technique si vous êtes ici. N’est-ce pas ? L’usinage de rainures utilise des fraiseuses ou des tours pour créer des rainures. Ces rainures sont utiles pour insérer une pièce dans une autre. Ce sujet est complexe et nécessite une explication dans les mots les plus simples. C’est ce que je vais faire avec cet article. Alors, commençons !

 

Qu’est-ce que l’usinage de rainures ?

L’usinage de rainures est un processus qui crée des rainures ou des canaux à la surface de différents matériaux. Ces rainures ou fentes sont pratiques pour insérer une pièce dans une autre. Différents outils de rainurage sont disponibles pour aider à créer des rainures précises. Des fraiseuses ou des tours sont utilisées dans ce processus.

 

Le rainurage est quelque chose qui peut sembler relativement nouveau. Cependant, les produits qui subissent des rainures sont très répandus dans nos vies. Avez-vous vu les vis ayant ces petits creux sur leur surface ? Ces filetages ou ces creux sont le résultat de ces usinages de rainures. Grâce à ces rainures sur la vis, elle peut facilement s’insérer dans les trous.

 

Avez-vous vu des tuyaux avec des lignes ou des canaux consécutifs ? Ces canaux aident à prévenir les fuites d’eau. Comment ? Vous pouvez mettre des bagues d’étanchéité sur les lignes ou les canaux des tuyaux. Ce type d’usinage est répandu dans les industries automobiles. Le concept de rainurage n’est pas nouveau. Il est utilisé depuis plusieurs décennies.

 

Cependant, la façon dont ces rainures sont réalisées a connu des progrès. Dans le passé, les ouvriers devaient graver ces rainures sur des pierres. C’était un processus long et fastidieux. Cependant, les fraiseuses équipées d’outils de rainurage facilitent désormais la vie. Ces machines dotées d’outils dédiés créent des canaux en un rien de temps. De plus, leur précision est sans égal.

 

Types d’usinage de rainures

 

L’usinage de rainures comporte de nombreux types. Chaque type varie en fonction de la façon dont il crée des canaux sur la surface. De plus, ces types sont particuliers dans leur travail. Un type spécifique de rainure peut également nécessiter un type d’usinage spécifique. Plongeons-nous dans le vif du sujet et discutons des différents types d’usinage de rainures.

 

1- Rainurage externe

Dans ce type, des rainures ou des canaux sont réalisés sur la surface extérieure de la pièce. Les canaux ou les fentes s’avèrent utiles pour assembler facilement deux pièces. Par exemple, vous verrez des rainures externes sur les tuyaux. Ces rainures présentes sur les tuyaux maintiennent fermement les bagues d’étanchéité. Par conséquent, vous ne voyez aucune sorte de liaison à partir de ces joints.

 

2- Rainurage interne

 

Ce type de rainurage est lié au côté interne d’un objet creux. Les canaux ou rainures sont présents à l’intérieur de la structure creuse. Vous pouvez ensuite insérer n’importe quelle autre pièce à l’intérieur de cette structure creuse. Ces rainures permettent à la pièce correspondante d’entrer facilement et d’établir des connexions serrées. N’oubliez pas que le rainurage interne est l’opposé du type de rainurage externe. Les roulements et les bagues sont constitués de rainures internes. Ces canaux ou coupes aident à la rotation correcte de ces composants.

 

3- Rainurage de face

 

Le rainurage de face est différent du rainurage interne et externe. Il consiste à créer des canaux ou des coupes sur la face avant du disque ou de la pièce. En termes simples, vous n’aurez pas à faire de rainure à l’intérieur ou sur la surface externe du matériau. À l’intérieur, ces canaux sont créés sur la face pointée vers le haut.

 

L’exemple comprend la création d’un canal sur un disque pour s’adapter aux joints ou aux joints toriques. Laissez-moi vous l’expliquer avec un autre exemple. Imaginez que vous avez des pièces plates que vous souhaitez assembler. Avant d’assembler, vous pouvez créer des canaux sur la face du disque. Ces canaux aideront à établir des connexions et à maintenir la graisse et les joints toriques.

 

4- Rainurage de clavette

Comme son nom l’indique, le rainurage de clavette est effectué à l’intérieur de la structure creuse. Ces rainures aident la clé à entrer dans la structure et à verrouiller le mécanisme. Avez-vous remarqué que la pagaie du vélo et la manivelle du cycle restent connectées ? Si elles ne restent pas ensemble, le vélo ne fonctionnera pas.

 

Le rainurage est effectué à l’intérieur de la pagaie et de la fissure. Ensuite, la clé est introduite dans ces rainures pour maintenir la pédale et la manivelle ensemble. Ainsi, lorsque vous appuyez sur la bataille, le mouvement est déplacé vers la chaîne. En conséquence, le vélo fonctionne. De nombreux moteurs électriques s’appuient également sur ces rainures. Elles aident à fixer le rotor du moteur à l’arbre afin que le moteur électrique puisse fonctionner.

 

5- Rainurage de contour

 

Le rainurage de contour est une technologie très unique car il crée des canaux sur des surfaces courbes. Généralement, les coupes, les filetages ou les canaux sont réalisés sur une surface droite. La création de telles rainures est relativement plus facile. Cependant, dans le rainurage de contour, une surface courbe est utilisée.

 

Ce type de rainurage est utilisé dans l’industrie automobile. Les ingénieurs créent des rainures sur différentes pièces du moteur qui ont des surfaces courbes. De plus, de nombreuses bouteilles ont ce type de rainures sur le goulot. Le bouchon s’adapte facilement à ces rainures. Vous remarquerez peut-être de telles bouteilles dans l’industrie pharmaceutique qui contiennent les sirops.

 

6- Rainurage du filetage

 

Le rainurage du filetage diffère des autres par la forme de la rainure qu’il crée. Il ne crée pas ces petits creux. Au lieu de cela, vous remarquerez davantage de coupes ou de canaux en forme de spirale à l’intérieur du côté extérieur de la pièce. Ces spirales aident à insérer une pièce dans une autre. Vous verrez des rainures filetées sur les vis ou les boulons. À l’aide de ces rainures en forme de fil, les vis peuvent se déplacer à l’intérieur du trou.

 

Processus ou fonctionnement de l’usinage des rainures

 

Dans la section ci-dessus, j’ai mentionné certains types de rainurage populaires. Mais la question est de savoir comment l’usinage des rainures crée des canaux ou des coupes aussi précis ? Ces canaux répondent rapidement aux besoins sans provoquer de problème d’incompatibilité. N’oubliez pas que l’usinage des rainures comporte quelques étapes. Entrons dans les détails et discutons de certaines étapes.

 

1- Conception de la forme

 

Le fonctionnement des machines à rainurer commence par la conception de la forme des rainures. Comme je l’ai dit plus haut, il existe différents types de rainures. Les ingénieurs définissent le type de rainure qui conviendra et répondra à leurs besoins. Une fois déterminé, ils conçoivent la forme de ces rainures.

 

Cependant, la question est de savoir comment concevoir la forme requise de la rainure. C’est une question à un million de dollars. La plupart des fabricants n’ont pas de compétences en conception. Par conséquent, ils font appel à des concepteurs CAO experts. Ces concepteurs se spécialisent dans la création de formes en direction des ingénieurs. Ces conceptions jouent un rôle clé dans la création des rainures finales.

 

2- Instructions informatisées

 

Il s’agit d’une étape clé car elle crée des instructions codées ou programmées à partir de la conception. Différents outils sont disponibles pour lire la conception et développer des codes. La FAO (fabrication assistée par ordinateur) est l’outil le plus populaire pour réaliser le travail. La conception que nous créons à la première étape n’est pas utilisée directement. Au lieu de cela, nous créons des instructions.

 

Laissez-moi vous expliquer pourquoi. La vapeur informatisée du système CNC ne comprend que les instructions codées. Nous guidons l’ordinateur dans le déplacement des outils pour obtenir les motifs de rainurage finaux. Des fraiseuses ou des tours CNC qui s’appuient sur leur système CNC sont utilisées. Leur système CNC comprend nos instructions codées et agit en conséquence.

 

3- Code d’alimentation et exécution des instructions

 

Les machines CNC se composent de leur interface (informatisée). L’opérateur alimente nos instructions codées dans l’ordinateur. La fraiseuse ou le tour CNC (selon votre utilisation) est ensuite mis sous tension. Vous pouvez utiliser n’importe laquelle de ces machines, mais utilisez des outils de rainurage correcteurs. N’oubliez pas que des outils de rainurage sont installés sur ces machines.

 

La fonction d’origine de ces machines n’est pas de créer des rainures. Au lieu de cela, nous avons installé des outils de rainurage qui créent des rainures ou des coupes. Avant de mettre la machine en marche, assurez-vous d’installer les bons outils adaptés à votre type de rainurage. Une fois les outils montés, la pièce est installée sur la machine.

 

Une fois la machine allumée, le système CNC analyse les instructions codées. Il envoie ensuite un message aux outils de rainurage pour qu’ils se déplacent selon les instructions. Ces outils coupent et créent des canaux selon les instructions. Si les instructions sont correctes, l’opérateur aura des rainures précises à 100 % sur la pièce.

 

Point fort : Différents outils de rainurage sont disponibles. Chacun crée des rainures uniques. Par conséquent, il est crucial de choisir les bons outils pour la forme de rainure souhaitée. Des outils incorrects créeront des canaux incorrects, et vice versa. Cela signifie que vous devez connaître le rôle des différents outils de rainurage avant de les utiliser.

 

Outils utilisés dans l’usinage de rainures

 

Comme indiqué précédemment, différents types d’outils de rainurage sont disponibles. Ces outils permettent l’usinage de rainures. N’oubliez pas qu’aucune machine à rainurer ne contrôle à elle seule la création de rainures. Au lieu de cela, les fabricants utilisent des fraiseuses ou des tours et montent des outils de rainurage. Ces outils sont spécialisés dans la création des rainures souhaitées. Voici la liste des outils essentiels :

• Plaquettes de rainurage
• Outils de rainurage de face
• Fraises et outils de tournage
• Outils de rainurage de diamètre intérieur
• Outils de rainurage de diamètre extérieur
• Outils de tronçonnage pour des coupes ou des canaux plus profonds
• Porte-outils (pour conserver différents outils au même endroit)
• Outils de contrôle des copeaux pour garantir qu’aucun déchet n’affecte le fonctionnement des machines.

 

Éléments à prendre en compte lors du choix d’un outil de rainurage

 

Dans la section ci-dessus, j’ai mentionné plusieurs outils. Les outils de rainurage offrent des rainures uniques en fonction de leur nature. Alors, comment savoir quel outil de rainurage convient à vos besoins ? Ne vous inquiétez pas ! Dans la section ci-dessous, je vais discuter de quelques facteurs qui vous aident à choisir les bons outils.

• Géométrie de la rainure : La forme de la rainure que vous souhaitez dans différents produits peut varier. La profondeur, la longueur et la taille de la rainure ont un impact sur la sélection de l’outil. Les outils que vous devez utiliser répondent aux exigences de géométrie de la rainure.
• Type de rainure : Les fabricants créent différents types de rainures sur les pièces. Par exemple, le rainurage externe est parfois plus approprié. Ainsi, des outils de rainurage externe doivent être utilisés dans de tels cas. De même, les outils de rainurage de face donneront des résultats précis lorsqu’ils sont utilisés pour le rainurage de face. N’oubliez pas, les bons outils pour la bonne rainure.
• Matériau de la pièce : Le rainurage peut être réalisé avec différents matériaux. Les exemples incluent les métaux, les plastiques, le bois et les composites. Vous devez choisir les outils de rainurage compatibles avec votre matériau. Si l’outil n’est pas parfaitement compatible, vous serez confronté à de nombreux problèmes liés à la précision.
• Compatibilité du liquide de refroidissement : Différents liquides de refroidissement sont disponibles sur le marché. Leur rôle est de refroidir les outils et d’améliorer leur travail. N’oubliez pas que les outils chauffent en raison du frottement lors de la création de rainures. Vous devez utiliser le liquide de refroidissement recommandé par le fabricant de l’outil.

 

Quels sont les paramètres clés de l’usinage de rainures ?

 

L’usinage de rainures se distingue par sa précision. Des imprécisions mineures peuvent entraîner de graves problèmes de qualité des rainures ou des canaux. Il existe quelques paramètres qui peuvent être très importants. Si vous gardez ces paramètres à l’esprit, vous obtiendrez toujours d’excellentes rainures sur la surface des pièces. Voici leur liste :

• Vitesse de coupe : Vous devez toujours prêter une attention particulière à la vitesse à laquelle les outils de rainurage se déplacent. Une vitesse très élevée peut entraîner une surchauffe des outils. En conséquence, ils commenceront à mal fonctionner et affecteront la précision. Choisissez toujours une vitesse équilibrée pour les outils.
• Vitesse d’avance : La vitesse à laquelle les outils de coupe s’attaquent à la pièce. Si les outils de coupe fonctionnent rapidement, ils feront bientôt le travail. Cependant, les outils peuvent être endommagés s’ils travaillent trop vite sur une pièce.
• Contrôle des vibrations : Les vibrations sont un problème grave qui peut avoir un impact significatif sur la précision. Les outils qui vibrent pendant la coupe peuvent faire des erreurs. Par conséquent, vous devez toujours maintenir la machine à une vitesse modérée. Pourquoi ? Parce que cela réduira le niveau de vibration. Si la machine est neuve, elle est moins susceptible de vibrer.
• Profondeur de coupe : Elle est définie comme la quantité de matière coupée ou enlevée en une seule fois. Ajustez constamment la profondeur de coupe pour qu’elle corresponde à la profondeur et à la forme de votre rainure. Vous pouvez réduire la profondeur de coupe si vous n’avez pas besoin d’enlever beaucoup de matière.
• Force de coupe : Ce facteur est lié à la vitesse des outils de coupe. Les fraises ou les outils de rainurage ne doivent pas couper la pièce avec force. Pourquoi ? Lorsque les outils sont appliqués avec plus de force, ils sont plus susceptibles de surchauffer. De plus, les outils peuvent également être endommagés si la force est trop forte.
• Tolérance et finition de surface : La tolérance est un paramètre important qui a un impact sur la précision. Je recommande vivement de toujours créer des rainures avec des tolérances serrées. Cela réduira les risques d’erreurs et vous permettra d’obtenir les résultats souhaités. Une tolérance lâche vous expose toujours au risque de faire des erreurs. De plus, vous devez vous concentrer sur l’obtention d’une finition de surface optimale.

 

Avantages et inconvénients de l’usinage de rainures

 

Il ne fait aucun doute que l’usinage de rainures offre de nombreux avantages. On pourrait penser à choisir cette technique à chaque fois. N’est-ce pas ? Cependant, cette technique présente quelques inconvénients et limites. Dans la section ci-dessous, je discuterai à la fois des avantages et des inconvénients de l’usinage de rainures. Cela vous aidera à mieux comprendre ce processus.

 

Avantages de l’usinage de rainures	Inconvénients de l’usinage de rainures
Convient pour diverses formes et tailles de rainures.	Les outils s’usent rapidement.
Haute précision avec des tolérances serrées.	Nécessite un alignement et une configuration précis.
Produit des rainures lisses et propres.	Une mauvaise évacuation des copeaux peut endommager les outils.
Crée des rainures adaptées à des conceptions spécifiques.	Une chaleur excessive peut réduire la durée de vie des outils et la qualité des pièces.
Fonctionne bien avec des systèmes automatisés.	Problèmes avec des matériaux mous ou cassants.
Peut travailler sur des métaux, des plastiques et des composites.	Les outils de rainurage de haute qualité peuvent être coûteux.

 

Conclusion

 

Le rainurage ou l’usinage de rainures est en effet une technique pratique. Elle permet de créer des découpes, des canaux, des filetages et des évidements sur la surface de différents matériaux. Par conséquent, la combinaison de deux matériaux devient très facile. Ces rainures sont très courantes sur les tuyaux. Cela réduit le problème de fuite lorsque la bague d’étanchéité est fixée à un tuyau.

 

Il est intéressant de noter que cette technique de rainurage est utilisée dans presque toutes les industries. Cependant, l’automobile et la plomberie sont des secteurs importants qui s’appuient sur cette technologie. Dans cet article, j’ai expliqué l’usinage de rainures dans les termes les plus simples possibles. J’espère que mes efforts vous aideront à surmonter tout ce qui concerne les techniques de rainurage.