arbre avec excentrique

[DEN]

Bonjour à tous,

je cherche à usiner cette pièce en tournage :

Contraintes :

Juste avant chaque filet, il y a un roulement de précision, donc ça doit-être assez propre.
Les extrémités (15mm de diamètre) sont sur un même axe.
Le corps cylindrique (20mm de diamètre) au milieu est sur un axe excentré de 2.42mm +/- 0.01
Il faudrait que les deux axes soient parfaitement parallèles.

L'idée est de partir sur un diamètre de 40, (l'épaulement sur le gros cylindre fait 32) :
-dégrossir les extrémités
-préparer les centres
-reprendre en centres
-dégager 1 -2/10 sur la partie centrale (que ça tourne rond)
-finition des extrémités (éventuellement à l'appareil à rectifier sans démontage, pour arriver pile-poil à la côte)
-reprendre la partie centrale en 4 mors la désaxer (contrôler au comparateur sur toute la longueur)
-y aller comme sur des œufs pour éviter que ça bouge (et que l'axe reste parallèle sur toute la longueur)
(Peut-être préparer un "bouchon" pour l'extrémité et refaire un centre dessus pour soutenir ... )

A la fin, faire le contrôle sur marbre en posant la pièce sur des cales rectifiées, (elle devrait basculer ventre vers le bas),
vérifier au comparateur que le "sommet" du cylindre central est partout le même.
Ou poser le gros cylindre sur un "V" sur le marbre, et mesurer que les extrémités sont à la même hauteur. (essayer avec une position tournée à 90° aussi).

Si vous avez quelque conseils pour que je ne me rate pas, (il y en a quand-même pour quelques heures de boulot), je suis preneur !

 

[Dodore]

Bonjour,
tu as fais un joli dessin en perspective, mais je pense qu' un dessin indus classique avec des cotes aurais , tout au moins pour moi , été plus parlant
première remarque : ça va pas être facile de respecter l'alignement des cylindres et surtout la cote d’excentration au centième

 

[DEN]

Je ne voulais pas noyer de détails, c'est le principe de base qui m’intéresse, comment sortir un excentrique de haute précision.
Effectivement ce n'est pas simple, c'est pour cela que je m'adresse à vos lumières

J'ai du 2D du 3D, des vues en coupe ...

Je viens de me prendre un bout de 42cd4 ... 40mm de diamètre, j'hésite encore sous quelle forme le consommer (pré-traiter ? Ou usiner, tremper, rectifier ?)

 

[brise-copeaux]

Salut,

Tout fini elle fait 169mm, prendre un bout de 190 de long monte en 3 mords, entre le bout le plus possible et dresse la face au mini mais propre, tu fais idem de l'autre coté mais en plus tu fais un tout petit point de centre.
Ensuite première chose à faire c'est de bien régler la contre pointe, donc sorte ta pièce de 180, et place ta contre pointe pointe"poupée mobile" de façon quelle reste en place pendant toutes les manipes "pense au montage et démontage du mandrin de perçage pour faire les centres".
Je suppose que tu sais comment on procède pour régler la contre pointe, donc une régler tu vas faire un cylindrage au mini et propre en mixe sur toute la longueur"180mm".

A partir de là on sais que le cylindrage est nikel avec un point de centre, là il va falloir mettre cet axe sur un vé et maintenir pour qu'il ne bouge plus, avec un trusquin cherche le centre, fait un bon traçage sur chaque faces par retournement du vé, fait aussi un traçage sur le cylindre "parti usinée" a chaque bout sur le même plan longitudinal.
Là on va faire les points de centres pour l'excentration, tu montes en 4 mords parti non usiner dans les mords en même temps place le tracé au milieu du mord numéro 1...fait un repère sur le mord ça peut aider. Là tu centres bien ta pièce en mixe à zéro comparateur.

-1-Quand t'es a zéro tu libères la pointe, tu desserres légèrement le mord numéro 4, tu serres le mord 3 et tu desserres le mord 1 tu fais cette opération jusqu'à avoir ton excentration de 2.42 soit 4.82 au comparateur...serre le mord 4 et contrôle l'autre bout, il faut que tu retrouve la même excentration au même endroit...c'est à dire le basculement du comparateur doit se faire sur le trait...si c'est pas le cas il faut corriger au maillet et tu reviens près des mords voir ça pas bouger..sinon corrige qu'avec le 1 et 3 et ainsi de suite.
Quand tes deux bouts sont impec excentrer sur le trait là tu peux faire un petit point de centre a coté de l'autre.
Ensuite demi tour tu recentres tout à zéro, un petit centre, ensuite refaire tout a partir de -1-

Pour l'ébauche à toi de voir, tu peux faire en mixe centrer a peut près pas obliger d'être aux centièmes ou entre pointe...le but c'est de garder le plus possible les centres, donc tu peux défoncer le départ avec une lame de tronçonnage.
Ensuite tu fais toutes à 1mm au dessus, tu finis entre pointes, là tu peux faire sauter en Ø le surplus de chaque coté.
Reste les filetages a faire.

Bon courage.

@ +

 

[DEN]

Merci pour les idées !
Le truc du V et du trusquin je retiens !

Quant à au traitement, qu'en pensez vous ? Usiner dans du pré-traité de dureté modérée aux cotes finales (puis éventuelle nitruration), ou , usiner dans du mou laisser 1/10 puis faire tremper et l'envoyer en rectification ? (Est-ce d'ailleurs possible pour le rectifieur de reprendre ce truc, où il n'y a pas de seconds centres ?* )

* Faire des centres aussi proches me paraît chaud ! En fait, en réfléchissant un peu, ça fait des centres de profondeur 2.42, (profondeur égale à la valeur de l'excentrique, si pointes à 60°, donc c'est limite jouable ... )

 

[brise-copeaux]

Re,

Pour le traitement je peux par dire, a savoir pour quel usage, si c'est un excentrique de blocage j'en vois pas l'utilité, si c'est un excentrique en mouvement là faut voir...tu trouveras surement des réponses pour ce problème sur le forum.

@ +

 

[DEN]

Si je fais les 2 centres des 2 côtés, en utilisant un V, je peux aussi le faire à la fraiseuse, et je place le comparateur contre la table pour mesurer l'excentrique pile-poil.
Ainsi on devrait-être dans le même plan, et à une distance identique des 2 côtés ...

Je dégrossi la partie excentrée en 4 mors, et la finition entre-pointes.

Je peux finir les portées des roulement avec l'appareil à rectifier et arriver à une côte correcte ... De ce point de vue la trempe ça serait pas mal, puis ça me permettrait de faire la finition avant trempe à l'HSS (plus facile pour prendre des petites passes).

Après réflexion ça devient de plus en plus faisable ...

 

[brise-copeaux]

Re,

A oui si tu as une fraiseuse ça simplifie les choses...si tu veux vraiment trempé et rectifié ne laisse pas plus 0.1mm vu les Ø.

@ +

 

[DEN]

Ok, c'est noté, +0.1 c'est parfaitement faisable !

De ce que j'ai compris en général ça gonfle, mais faut aussi que ça reste droit ...

 

[PUSSY]

Si je fais les 2 centres des 2 côtés, en utilisant un V, je peux aussi le faire à la fraiseuse, et je place le comparateur contre la table pour mesurer l'excentrique pile-poil.
Ainsi on devrait-être dans le même plan, et à une distance identique des 2 côtés ...
......
Après réflexion ça devient de plus en plus faisable ...

Bonjour,

Je ne vois pas trop comment loger 2 points de centre distants de 2,41 mm sur un même bout !
Il faut que l'on m'explique comment faire.

Cordialement,
PUSSY.

 

[brise-copeaux]

Salut,

Avec un foret à centrer de 4 ça le fait le petit Ø "la pointe" fait 1.2mm.

@ +

 

[PUSSY]

Bonjour,

Petites passes en ce cas !

Cordialement,
PUSSY.

 

[brise-copeaux]

Re,

En mixe il peut y aller, par contre tout entre pointe là faut aller mollo, tant que tout n'est pas cylindrique par rapport aux centres.

@ +

 

[kiki86]

bonjour
quelque soit la méthode choisie pour usiner (je serais assez partisan entre pointes avec toc : un alignement parfait) après réglage bien sur
par contre il y a 3 cotes tolérancées +/-0.005
donc finition rectif
cordialement

 

[kiki86]

re
DEN ne nous a pas dis l'usage de cet excentrique
suivant celui ci choix éventuellement d'un traitement thermique : total, partiel et choix d'acier
ceci entraine le choix de la fabrication : surépaisseur ...etc.

 

[PUSSY]

Re,

En mixe il peut y aller, par contre tout entre pointe là faut aller mollo, tant que tout n'est pas cylindrique par rapport aux centres.

@ +

Bonjour,
Il y aura de toute façon du balourd puisqu'il y a excentration !

Cordialement,
PUSSY.

 

[brise-copeaux]

Re,

C'est évident, ce genre de pièce c'est gros balourd tant que c'est cylindrique, ensuite on le s'en moins et puis c'est pas très grave puis qu'il à l'intention de la passer en rectif.

@ +

 

[Albert le Belge]

une suggestion

Puisque tu disposes de moyen de perçage précis,
forer les trous de centre sur une pièce trop longue, dressage des face après usinage de la première partie pour éliminer ces premiers centres et forer les autres.
tout usinage entre pointes.

pour contrer le balourd, tu pourrais envisager de placer deux manchons excentrés sur les portées des roulements extérieurs.

 

[kiki86]

re
de toute façon je pense que nous avons fait le tour de la question
nous n'avons toujours pas de réponse aux différentes questions posées
avec de l'humour et oui cela m'arrive
ou est le balourd
cordialement

 

[DEN]

J'étais absent hier après-midi, au volant pendant 8h, donc impossible de répondre, même avec smartphone

(à kiki 86) : il y a déjà la réponse à vos questions
-le choix des métaux a été fait provisoirement dans les premiers messages du post (à savoir un bout de 42cd4 déjà acheté)
-le traitement sera fait après usinage, et il faut laisser moins de 0,1 (comme l'a conseillé brise copeaux), après reprise en rectification.

Quant à l'utilisation, elle a été en partie évoquée, il y a des roulements de précision sur les portées cotées avec tolérances 5µ, les forces supportées devraient être calculées,
mais à la louche ne dépasseront pas les 500N en fléxion, (orientation tournante), la distance entre les points d'appui correspond aux roulements extérieurs, c'est à dire : environ 80mm.

Bref le traitement thermique c'est plus pour pouvoir avoir une surface dure et de qualité, pour pouvoir monter - démonter, remonter l'axe sans abîmer la surface.

Quant à refaire les points de centre, c'est moins précis que des les sortir côte à côte en 1 une seule opération à la fraiseuse en utilisant le comparateur contre la table. (ou en visu)
En plus il faut pouvoir reprendre les 2 portées en rectification par après.

Encore merci pour vos réponses, ça m'encourage de tenter l'aventure en milieux de semaine prochaine!

Je mettrai des photos dans tous les cas.

Cordialement,

Denis.

 

[kiki86]

ok DEN
je suis curieux
à quoi ça sert ??
pour le TTh
traiter l'arbre verticalement pour limiter les deformations
cordialement

 

[brise-copeaux]

ok DEN
je suis curieux
à quoi ça sert ??
pour le TTh
traiter l'arbre verticalement pour limiter les deformations
cordialement

Salut,

Tout a fait d'accord avec cette position, ont peut aussi le faire en rotation dans une machine à induction, la chauffe est plus rapide et précise...c'est comme ça qu'il font chez Renault pour les arbres à cames.

@ +

 

[DEN]

Merci pour l'idée du traitement !
Je sais pas encore si je vais sous-traîter cette étape ou pas ...
Cet axe sert dans un réducteur, dont je suis en train de préparer un prototype.
J'en parlerai plus en détail quand tout sera au point. (Quand le prototype sera fait et testé).

 

[JeanYves]

Bsr DEN , à tous ,

Ce que je crains c'est que 0.1 ne soit pas suffisant pour absorber les deformations de la trempe sur une pièce de cette taille , je pense qu'il faut plus .

Ou alors tu pars de cette nuance d'acier traité et usinable ( Usivit ) à 110 daN/mm2 , qui est usinable au carbure , même en filetage , puisque tu ne recherches pas une durete elevée .

 

[DEN]

Vu la faible profondeur des pointes, j'ai un peu peur d'usiner au carbure, les efforts de coupe sont assez importants dans du trempé.
Je laisserai plus donc, 0.2-0.3 ... Et essayer de tremper en position verticale, ou insister (si je fais sous-traiter) de faire gaffe

 

[DEN]

Voilà c'est fait !
Malgré les points de centre très petits, ils ont très bien tenu le coup, la pièce est prête pour la trempe et puis la rectification.
L'acier utilisé, c'est du 42cd4 (assez dur mais usinable, même à l'HSS)

Je mettrai d'autres images un peu plus tard ...

 

[DEN]

apperçu des centres après usinage, ils n'ont pas souffert :

Recherche du centre :

Perçage des centres en douceur, la pointe du foret centreur ne fait que 0.5mm et l'acier et dur :

Les filets m'ont été fait par Pierre, que je remercie beaucoup! Sur son 102 par "patronnes"

 

[brise-copeaux]

Salut,

Bah tu vois que c'est faisable reste la trempe et rectif.

Bon courage pour la suite.

@ +

 

[valoris]

Bonsoir DEN,

Ce qui me surprends dans votre pièces se sont les tolérances extrêmement serrées que vous demandez ???
Des tolérances à 5 microns, cela signifie des coûts d'usinage à trois chiffres, c'est à dire en milliers d'euros.
Et je ne vois qu'un seul mode opératoire possible, c'est en centre d'usinage équipé de mandrin à excentrique de haute précision, suivit d'une rectification.
Quant à y parvenir sur des machines conventionnelles, il faudra avoir une chance du diable pour y parvenir à coup sûr.

Cordiales salutations.
Valoris.

 

[DEN]

Disons que les tolérances serrées sont sur 2 aspects :

- les portées des roulements, la précision voulue est atteignable en rectification cylindrique quoi qu'il arrive.
- le parallélisme des 2 axes (ceux-ci ont été faits avec comparateur contre la table des 2 côtés, j'ai à chaque fois sorti le 2.42, dans les mêmes conditions)

Ce n'est pas tant la valeur de l'excentrique qui me préoccupe, mais le parallélisme des 2 axes (ça sera facilement vérifiable après réctif.) Tout ça dépend de la précision de mes centres, ou plutôt de leur égalité des 2 côtés.

En gros, la seule précision qui compte c'est celle de la distance entre centres des 2 côtés qui doit être égale, tout le reste est atteint après rectification.

Je vous tiens au courant de ce que ça donne après mesure (après réctif.) , j'espère pouvoir vous surprendre !