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Le taraudage est l'une des techniques de basede la fabrication mécanique. Sa précision et sa fiabilité influencent directement les performances des équipements. Cependant, face à des conditions de travail complexes telles que les trous profonds, les trous borgnes et les matériaux à haute dureté, le taraud universel traditionnel ne répond pas aux exigences. Le filetage des trous borgnes repose sur des tarauds inférieurs pour former des cavités profondes. Cependant, la conception des rainures de vis limite la capacité de dénudage des filetages profonds, ce qui peut entraîner une usure de l'outil, voire une déviation du diamètre du trou due au blocage des copeaux.

De plus, la diversité des duretés des matériaux (par exemple, HRC 50 ou plus), des tolérances de filetage (par exemple, niveau IT6) et des environnements de traitement (par exemple, coupe à sec ou humide) complique encore davantage le choix. Cet article étudie en détail différents types de tarauds, offrant ainsi aux ingénieurs une stratégie de sélection tout au long du cycle de vie, basée sur les matériaux, les procédés et les coûts, et susceptible d'améliorer l'efficacité et la fiabilité de la fabrication de précision.

Qu'est-ce qu'un taraud ?

Un taraud est un outil de coupe pour métaux utilisé pour réaliser des filetages internes dans des trous pré-percés. Sa principale caractéristique est la conception de la lame en spirale, qui convertit le mouvement rotatif en mouvement de coupe linéaire.formant ainsi une structure filetée à l'intérieur de la pièce qui correspond parfaitement au profil, au pas et à l'angle du cône. Il est généralement fabriqué en acier allié haute dureté (par exemple, acier rapide, alliage dur) pour garantir la résistance à l'abrasion et la précision d'usinage de l'arête de coupe. Il est largement utilisé dans la fabrication mécanique, l'aérospatiale et d'autres secteurs nécessitant des assemblages filetés de précision.

Quels sont les 3 principaux types de tarauds ?

Tarauds coniques

1. Paramètres du noyau

• Cône principal : 8 à 10 dents (compatible avec un angle de filetage de 60°/55°).
• Hauteur totale effective des dents : ≤ 70 % de la hauteur totale du filetage.

2. Scénarios applicables :

• Usinage de filetages de trous borgnes (requis lorsque le rapport profondeur/diamètre est supérieur à 1:1).
• Plastiques tels que alliage d'aluminium/acier à faible teneur en carbone.

3. Principales caractéristiques :

• Conception à cône progressif : les 5 à 7 premières dents assurent 80 % de l'effet de guidage, réduisant ainsi le risque de bris de copeaux au fond du trou borgne.
• Lame de type R Géométrie : Recommandé pour les filetages grossiers ISO M3-M10 afin d'optimiser la répartition des efforts de cisaillement.

4.Exigences de perçage :

• Ouverture = diamètre principal du filetage (1,3 x pas).
• Profondeur = longueur totale du filetage + 0,5 x pas.

Tarauds bouchons

1. Paramètres du noyau

• Longueur conique : 3 à 5 dents (angle de conicité : 60° ± 5°).
• Coupe excessive : conserver une marge de correction de filetage de 0,05 à 0,1 mm.

2. Scénarios applicables :

• Réparation de filetages par poinçonneuse (niveau de précision IT7-IT9).
• Usinage de href="https://www.lsrpf.com/industry/aerospace">Alliages de titane/Hyperalliages dans l'industrie aérospatiale.

3. Principales caractéristiques :

• Conception révisée du profil de dent : 15 à 20 dents, correction radiale de 0,02 mm.
• Procédé de revêtement HF : L'épaisseur du revêtement TiAlN est de 3 à 5 µm, ce qui permet une amélioration de 300 % par rapport à un matériau non revêtu.

4. Fenêtre de traitement :

• Avance recommandée : 0,08 à 0,15 mm/tr (pour les matériaux durs).
• Limite de vitesse : ≤ 800 tr/min (matériau HSS).

Tarauds inférieurs

1. Paramètres du noyau :

• Cône final : 1,5 dent (cône asymétrique spécialement conçu).
• Longueur du cône de coupe : ≥ 120 % de la hauteur totale du filetage.

2. Scénarios applicables :

• Trou borgne profond ultime (profondeur du trou > 3 fois le diamètre du filetage).
• Implant médicalTraitement de l'acier inoxydable 316L.

3. Principales avancées (Système de coupe de troisième ordre) :

• Étape 1 : Rail de guidage conique (3 dents).
• Étape 2 : Coupe parallèle (6 dents).
• Étape 3 : Ajustement fin des filets (dents restantes).
• Technologie de rectification électrolytique ELID : Lame R ≤ 0,08 mm, rugosité de surface Ra ≤ 0,4 µm.

4. Spécifications du procédé :

• Profondeur de perçage = longueur du filet + pas multiplié par 1,8 (fonte).
• Débit de liquide de refroidissement ≤ 15 L/min.

Quel type de taraud est le plus adapté à l'amorçage de filetage ?

Selon les principes techniques de l'usinage de filetage et l'expérience de l'ingénierie de LS, le taraud conique est le type d'amorçage de filetage le plus adapté. Voici une analyse technique détaillée :

Avantages techniques du taraud conique

1. Une approche de conception étape par étape

La conicité d'un taraud conique (généralement 8°-10°) permet à un outil de coupe segmenté de couper La pièce (profondeur de coupe de la première dent ≤ 0,1 mm à 0,3 mm), orientant progressivement le taraud vers le centre et stabilisant l'effort de coupe sur les premiers filets. Cette conception est particulièrement adaptée aux métaux tendres (aluminium, cuivre, acier bas carbone) et réduit considérablement le risque de rupture du taraud ou de fracture du filetage due à une force soudaine.

2.Capacité d'autocorrection

La structure conique du taraud conique permet d'ajuster automatiquement le décalage central du trou et de réduire la difficulté de l'étalonnage manuel,particulièrement pour l'usinage de trous borgnes ou profonds.

3. Démarrage à faible couple

Lors de l'usinage de métaux tendres, le taraud conique peut être taillé progressivement pour répartir la charge de coupe. L'utilisation d'un taraud en carbure (avec une vitesse recommandée allant jusqu'à 1 500 tr/min) permet d'améliorer encore l'efficacité sans compromettre la stabilité.

Consignes d'application du taraud inférieur dans des situations exceptionnelles

Bien que les tarauds coniques soient très polyvalents, vous devrez utiliser un taraud inférieur :

1. Acier trempé ou fonte

Le matériau est très cassant et des coupes répétées du taraud conique peuvent entraîner une concentration de contraintes localisée susceptible de provoquer la rupture de la lame. La conception à bord droit des tarauds inférieurs permet un taraudage direct au fond du trou, réduisant ainsi le risque de coupe secondaire.

2. Réparation précise du filetage

Le contrôle de la profondeur du filetage inférieur est plus précis et adapté à la réparation des filetages pré-percés afin d'éviter une coupe excessive, avec un taux de qualification de filetage de 98,5 % (niveau IT7).

3. Environnement de machine-outil de haute précision

LS companyest ​​un fournisseur d'équipements à haute rigidité programmables pour contrôler précisément la vitesse d'avance du fond soupape avec des tolérances de niveau micrométrique.

Paramètres critiques du processus

Type d'outil	Matériau	Vitesse de rotation (tr/min)	Avance (mm/tr)	Méthode de refroidissement
Tarauds coniques	Alliage d'aluminium 6061	1500	0,2	Coupe à sec
Tarauds coniques	Fonte HT250	800	0,1	Émulsion (5 %)
Tarauds inférieurs	Acier 45#	400	0,05	Refroidissement par brouillard d'huile
Tarauds de fond	Ti-6Al-4V	600	0,03	Atomisation d'azote

Comment résoudre le problème des trous borgnes avec des tarauds de fond ?

Innovation en structure géométrique : Conception à fond plat + angle de spirale de 30°

Les tarauds à fond plat de LS Company présentent une conception de lame à fond plat unique par rapport aux tarauds coniques traditionnels :

1. Sans résidus : La structure à fond plat peut être taillée directement dans le fond du trou borgne, éliminant ainsi le problème d'accumulation de résidus de fond causé par les cônes de taraudage traditionnels.

2. Optimisation des canaux d'évacuation des copeaux : Grâce à une conception à angle d'hélice de 30°, l'espace d'évacuation des copeaux est élargi. L'efficacité d'enlèvement de copeaux des matériaux réfractaires tels que les alliages de titane peut être améliorée de 60 % grâce à des canaux de refroidissement internes, évitant ainsi le risque de rupture de taraud due au blocage des copeaux.

Adaptation des matériaux hautes performances

Pour les matériaux à haute résistance tels que les alliages de titane et les superalliages à base de nickel :

1. Acier rapide au cobalt : taraud revêtu haute dureté HC65 avec revêtement anti-abrasion TiAlN ou AlCrN, résistant aux hautes températures grâce à 30%,Couple élevé et chaleur de frottement due à l'usinage des trous borgnes.

2. Conception à gradient de dureté : la dureté du manche est de HRC30-40 (facile à couper), la lame conserve une résistance élevée de HRC65, équilibrant ténacité et résistance à l'abrasion.

3. Résistance à l'abrasion accrue :

• Technologie de revêtement :TiAlN (Al 70 %-75 %, Ti 25 %-30 %) épaisseur du revêtement : 3-5 µm, coefficient de frottement réduit à 0,12.
• Traitement à l'azote : la dureté de surface est portée à HRC 70 et la résistance à l'abrasion est triplée.

4. Vérification des informations relatives à l'application

• Usinage des alliages de titane :Durée de vie de l'outil : > 500 pièces (filetage M6 × 1, vitesse de coupe : 600 tr/min, avance : 0,05 mm/tr), intégrité de surface : Ra = 0,4 µm, centrifugation à l'arc : ≤ 0,015 mm.
• Superalliages à base de nickel :Force de coupe : Fc = 18-22 kN (contre 35-40 kN pour l'usinage HSS) avec un angle de coupe principal de 45 ° pour réduire la hauteur des copeaux à moins de 0,02 mm.

Quels sont les coûts cachés liés au choix d'un taraud inadapté ?

Classification et analyse quantitative des coûts cachés

Type de coût	Cause de l'événement	Cas d'impact sectoriels	Estimation de la perte moyenne annuelle
Coût de l'usure des outils	Les tarauds coniques sontutilisé pour les matériaux durs, ce qui entraîne un taux de fracture pouvant atteindre 300 %.	Le coût d'un robinet M6 cassé est supérieur à 50 $ par heure, avec une perte mensuelle moyenne de 200 pièces sur la ligne de production automobile.	10 000 $ par mois
Coût des rebuts de filetage	IncompletLe taraudage de trous borgnesentraîne le desserrage des boulons (risque de rappel).	Un constructeur automobile rappelle 500 000 véhicules pour des défauts de filetage, causant des dommages de plus de 200 millions de dollars.	Un seul rappel peut coûter plus de 5 millions de dollars.
Coût des heures de travail perdues	Les changements d'outils fréquents entraînent des arrêts de production (plus de 800 $ par heure).	Les entreprises manufacturières perdent 3 millions de dollars par an en temps d'arrêt en raison de la courte durée de vie des outils.	2 $4 millions par an (8 heures/jour x 365)

Comment la technologie de LS permet d'éviter ces coûts

1. Cause profonde de l'usure des outils et sa solution

Cause profonde du problème :

• Les tarauds coniques en fonte fonte/acier trempé présentent une concentration de contraintes due aux multiples processus de compression et de coupe.
• L'absence de taraud revêtu entraîne une augmentation de la chaleur de frottement (la dureté diminue de 30 % lorsque la température de la lame dépasse 800 °C).

Contre-mesures techniques LS :

• Tarauds de fond :Conception à fond platpermettant de percer directement le fond du trou borgne afin d'éliminer les variations de contrainte et de réduire les taux de fracture de 90 %.
• Revêtement TiAlN/DLC : Coefficient de frottement ≤ 0,2 ; réduction de 40 % de la température de coupe, durée de vie multipliée par 5 (par exemple, durée de vie d'un taraud M10 en acier HRC58 de 200 à 1 000 pièces).

2. Contrôle de la technologie de fin de vie du filetage

Cause première du problème :

• Les cônes traditionnels présentent des filetages incomplets au fond du trou borgne (n'atteignant pas la longueur d'engagement effective) en raison d'une mauvaise évacuation des copeaux.
• Erreur de compensation logicielle non calibrée (par exemple, erreur de pas cumulée > 0,05 mm).

Contre-mesures techniques LS :

• 30 °C Angle de spirale + canal de refroidissement interne : augmente l'efficacité d'élimination des copeaux de 60 % pour garantir l'intégrité du filetage au fond du trou borgne.
• Système d'étalonnage laser : détection à 100 % des erreurs de pas (≤ 0,01 mm) avant la production, avec fonction de compensation en boucle fermée en temps réel pour les machines-outils CNC.

3. Optimisation des trajectoires pour gagner du temps au travail

Cause première du problème :

• Défaut d'ajustement des paramètres de vitesse/d'avance en fonction du matériau, entraînant une usure accélérée de l'outil.
• Lors de la découpe à sec,un grand nombre de blocages de copeaux se produisent, en particulier pour les matériaux en aluminium.

LS Contre-mesures techniques :

• Moteur intelligent de recommandation de paramètres : Adaptation automatique de la vitesse/avance après l'entrée/l'ouverture (par exemple, paramètre de taraudage M8 en fonte : N = 500 tr/min, F = 0,15 mm/tr).
• Système de refroidissement haute tension (MQL) : Atomisation instantanée des copeaux, temps d'arrêt pour le nettoyage des copeaux réduits de 70 %.

4. Validation industrielle et avantages économiques

Études de cas dans l'industrie automobile :

• Point sensible : L'usinage de trous borgnes dans les carters de boîte de vitesses coûte 1,2 million de dollars par an en raison d'un taux de rebut de filetage de 15 %.
• Solution LS : Avec fond Tarauds + revêtement TiAlN, taux de rebut réduit à 2 %, soit une économie de 1,18 million de dollars par an.

Études de cas aéronautiques :

• Problème : Ligne de production de fils de taraudage pour trous borgnes en alliage de titane suite à un arrêt de 12 heures par mois pour bris d'outil.
• Schéma LS : À base de cobaltTarauds inférieurs en acier rapide (HRC 65) + conception à refroidissement interne,usinage continu de 800 trous sans défaut.
• Amélioration de l'efficacité : Capacité de production passée de 150 à 220 unités par équipe.

Comment adapter le type de taraud à la dureté du matériau ?

Relation dynamique entre la dureté du matériau et l'effort de coupe

Selon la formule de la norme ISO 6336 relative à la force de cisaillement, pour chaque augmentation de 10 HRC de la dureté du matériau, l'effort de cisaillement augmente d'environ 25 %. Ceci influence directement les stratégies de sélection des tarauds :

• HRC ≤ 20 (métal tendre) : effort de coupe F = 50-80 N·mm
• 30 ≤ HRC ≤ 45 (acier mi-dur) : F = 150-300 N·mm
• HRC ≤ 50 (alliage dur) : F = 500-1 200 N·mm

Schéma technologique de correspondance hiérarchique

Usinage des métaux tendres (aluminium/laiton HRC 8-15)

1. Élimination des copeaux. Avantage du taraud hélicoïdal

• Conception à angle hélicoïdal : Angle d'inclinaison de 30° à 45° Permet l'évacuation des copeaux le long de la spirale, avec une amélioration de 60 % de l'efficacité d'évacuation des copeaux par rapport aux rainures droites.
• Caractéristiques de suppression des vibrations : la structure de la rainure disperse efficacement la force de coupe et réduit les vibrations axiales de 40 %.

2. Paramètres pratiques :

• Vitesse : 1 200-2 000 tr/min (alliage d'aluminium).
• Avance : 0,05-0,1 mm/tr (laiton).

3. Application de revêtements spéciaux

• Le revêtement diamant réduit le coefficient de frottement à 0,08-0,12.
• Un cas de traitement de produits 3C : augmentation de 35 % de l’efficacité de traitement et réduction de la rugosité de surfaceRa de 3,2 µm à 0,8 µm.

Traitement de l’acier mi-dur (HRC 30-45)

1. Avantage de rigidité des cônes à rainures droites : La rigidité radiale des cônes à rainures droites est trois fois supérieure à celle des rainures hélicoïdales lors du traitement par perforation, ce qui élimine la déviation de tension axiale causée par les rainures hélicoïdales.

2. Technologie de revêtement

• Revêtement TiAlN (nitrure de titane et d’aluminium) : Dureté 18-22 GPa, résistance à la température 800 °C.
• Revêtement MoS2 : coefficient de frottement <0,05, spécialement pour les conditions de coupe à sec.

3. Points d'optimisation du procédé

• Percussion segmentaire : HSS (HRC 60-62) pour la première percussion et taraud revêtu de TiN pour la seconde.
• Il est recommandé d'utiliser le taraud à rainure axiale pour l'usinage de trous profonds.

Usinage des alliages ultra-durs (HRC 50-65)

1. Innovation géométrique pour les tarauds inférieurs

• Conception de bifurcation : angle du cône avant de 3 à 5 °, angle d'hélice de 15 à 20 ° dans la zone de coupe.
• Exemple : la casse de la lame a été réduite de 12 % à 2,5 % lors de l'usinage du carbure de cobalt WC.

2. Système de revêtement

• Membrane multicouche TiAlN (3 à 5 µm) : Résistance à la température jusqu'à 1 200 °C, résistance multipliée par 5.
• Revêtement composite CrN/TiN :Durée de vie 300 % plus longue en conditions de coupe à sec.

3. Paramètres d'usinage spéciaux

• Vitesse : 500-800 tr/min (pour éviter l'accumulation de chaleur lors de la coupe).
• Vitesse d'avance : 0,02-0,03 mm/tr (lubrification minimale).
• Méthode de refroidissement : Refroidissement par gaz haute pression (pression : 6-10 MPa).

Comment LS peut-elle prolonger la durée de vie de ses tarauds de 200 % ?

1. Mise à jour des supports de coupe

Additifs extrême pression nanométriques : Leader dans l'amélioration des performances de lubrification, adapté à l'usinage de l'acier inoxydable grâce à unfluide de coupe spécial contenant du chlore, avec une durée de vie de l'outil multipliée par trois (par exemple (de 80 à 240 trous de boulons dans une entreprise automobile).

Système d'alimentation en huile intelligent : la plateforme LS surveille la concentration du fluide de coupe (précision ± 0,1 %), la température (± 1 °C) et le pH, s'adapte aux conditions optimales et réduit les pertes par frottement en ligne.

2. Surveillance dynamique de l'usure

Détection optique 3D + alerte intelligente : surveillance en temps réel de l'usure du taraud (précision 0,01 mm), déclenchement d'une alarme en cas de dépassement de 0,1 mm :

• Usure principale (0,02-0,05 mm) : Optimisation automatique de la vitesse (réduction de 15 % à 20 %) et de la vitesse d'avance (réduction de 10 %).
• Usure critique (≥ 0,1 mm) :Lancer le processus de réparation de la meuleuse pour restaurer la précision du bord à µ.
• La mise en œuvre de la surveillance dynamique a permis une réduction de 45 % des coûts d'approvisionnement annuels et de 70 % des temps d'arrêt, selon les données de la plateforme LS.

3. Optimisation du stockage

Les tarauds en acier rapide (HSS) sont sujets à la fragilisation par l'hydrogène en milieu humide, ce qui peut entraîner des défaillances soudaines. LS assure la stabilité à long terme des matériaux grâce à la technologie d'emballage sous vide et au stockage à température constante :

1. Procédé d'emballage sous vide :

• L'humidité résiduelle absorbée par tamis moléculaire et la teneur en oxygène ont été contrôlées à <1 ppm.
• Le codage laser et le traçage par code QR garantissent une traçabilité de 80 % en entrepôt. Efficacité.

2. Stockage à humidité constante : 20 ± 0,5 °C. Stockage constant + HR <40 %. Contrôle de l'humidité pour éviter la transformation de phase du matériau (température de transformation martensitique Ms = 250 °C).

3. Vérification de la durée de vie : Après 3 mois, la résistance à la traction des tarauds HSS sans vide dans des conditions chaudes et humides a diminué de 18 % etla durée de stockage standard LS a été prolongée de 12 mois à 36 mois.

Résumé

En usinage de précision, la clé pour garantir la qualité du filetage et l'efficacité de l'usinage est de choisir le cône de filetage approprié. Les tarauds filetés se divisent en trois principaux types : tarauds coniques, tarauds à bouchon et tarauds de fond. Parmi eux, le taraud de fond est conçu pour être l'outil principal de l'usinage de trous borgnes (par exemple, fixations aéronautiques, filetage de carter de boîte de vitesses automobile, etc.) grâce à sa structure de rail plat unique et son angle d'hélice de 30°.

LS s'appuie sur un système de sélection intelligent et une technologie d'usinage CNC pour fournir à ses clients des solutions de tarauds sur mesure et réduire ainsi le coût des essais et erreurs. De plus, la base de données de processus de LS intègre plus de 2 000 cas industriels du monde entier, permettant une optimisation en temps réel des paramètres de coupe tels que la vitesse et l'avance, garantissant une amélioration de 30 % de l'efficacité d'usinage tout en atteignant une précision de filetage de niveau IT7. Qu'il s'agisse de production en série de pièces standard ou de personnalisation de trous irréguliers, l'intégration technique de LS est essentielle. Capacitéà fournir aux clients une chaîne technologique complète, de la conception à la livraison.

Avis de non-responsabilité

Le contenu de cette page est fourni à titre informatif uniquement.Série LSAucune déclaration ni garantie, expresse ou implicite, n'est faite quant à l'exactitude, l'exhaustivité ou la validité des informations. Il ne faut pas en déduire que les paramètres de performance, les tolérances géométriques, les caractéristiques de conception spécifiques, la qualité et le type de matériau ou la qualité de fabrication seront fournis par le fournisseur ou le fabricant tiers via le réseau Longsheng. Il incombe à l'acheteur de déterminer les exigences spécifiques de ces pièces.Contactez-nous pour en savoir plus.

Équipe LS

LS est une entreprise leader du secteur qui se concentre sur les solutions de fabrication sur mesure. Forts de plus de 20 ans d'expérience auprès de plus de 5 000 clients, nous nous concentrons sur l'usinage CNC de haute précision, la fabrication de tôles, l'impression 3D, le moulage par injection, l'emboutissage de métaux et d'autres services de fabrication intégrés. Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes à la pointe de la technologie et est certifiée ISO 9001:2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à nos clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse d'une production en petite série ou d'une personnalisation de masse, nous pouvons répondre à vos besoins avec une livraison rapide sous 24 heures. Choisir LS Technology, c'est choisir l'efficacité, la qualité et le professionnalisme.
Pour en savoir plus, veuillez consulter notre site web : www.lsrpf.com

FAQ

1. Puis-je utiliser un taraud inférieur sans trou de guidage ?

Dans la plupart des cas, le trou de guidage peut être omis, mais il doit avoir une ouverture ≥ M6 et un rapport hauteur/largeur ≥ 15:1. Pour les petits trous (45), le trou doit être pré-percé.

2. Pourquoi le prix des tarauds hélicoïdaux est-il trois fois plus élevé ?

Les tarauds hélicoïdaux sont complexes à fabriquer et nécessitent une rectification CNC cinq axes (environ 45 minutes/pièce) pour correspondre aux revêtements spéciaux (par exemple, TiAlN), tandis que les tarauds droits ne nécessitent qu'un usinage trois axes (8 minutes/pièce).

3. Comment identifier les tarauds HSS contrefaits ?

Les tarauds en acier rapide (HSS) authentiques présentent des éclats de couleur cramoisie lors des tests d'étincelles, tandis que les produits contrefaits (comme l'acier au carbone) présentent généralement des éclats de couleur jaune vif, la surface d'origine étant rectifiée.

4. Quel type de taraud est recommandé pour l'usinage de l'aluminium ?

Taraud à rainure droite recommandé + coupe à sec. L'aluminium est très plastique et sujet aux longs feuillards. L'angle de coupe important (25-30°) des cônes à rainure droite réduit la résistance à la coupe. En conditions de coupe à sec, les copeaux sont expulsés directement pour éviter tout enchevêtrement (en raison de l'évacuation des copeaux, les cônes à rainures hélicoïdales peuvent facilement rayer la surface de la pièce).

Ressources

Cône machine

Norme de filetage unifiée

Filetage (manufacturing)