Fabrication d'arbres sur mesure : types et matériaux

L'arbre est un composant très utile qui contribue à la transmission de puissance dans de nombreuses applications. La fabrication d'arbres est un processus qui fait appel à différentes techniques.

La fabrication d'arbres sur mesure est l'une des exigences les plus importantes de l'industrie de l'usinage ; si vous souhaitez en savoir plus, consultez le guide ci-dessous.

DEK usine ces arbres sur plan ; voir arbres usinés sur mesure.

Qu'est-ce que la fabrication d'arbres sur mesure ?

Un arbre est un composant rond et cylindrique utilisé pour transmettre la puissance entre différents composants de machine. Le processus de fabrication d'arbres fait appel à différents matériaux et procédés selon les exigences de l'application.

Le processus de fabrication d'arbres sur mesure consiste à fabriquer les arbres selon des exigences spécifiques. Les dimensions, le type de matériau et la conception de l'arbre sont personnalisés.

Comment fabriquer des arbres usinés sur mesure ?

Le processus de fabrication d'arbres usinés sur mesure comporte différentes étapes, et chacune joue un rôle essentiel. Ces étapes sont les suivantes :

• La première étape consiste à concevoir l'arbre sur mesure dans le logiciel. Il s'agit de définir les dimensions, le matériau et les autres spécifications dans le logiciel CAD.
• Le logiciel CAD convertit ensuite le fichier en G-code, compréhensible par les machines. La machine CNC est alors configurée avec l'outil approprié selon le type d'arbre.
• L'usinage CNC est le procédé le plus adapté à la fabrication d'arbres usinés sur mesure, car il offre une grande précision et un contrôle optimal tout au long du processus.
• Une fois la fabrication de l'arbre terminée, celui-ci est soumis à un post-traitement afin d'en améliorer la finition de surface et de le rendre plus durable et plus fonctionnel.

Types d'arbres usinés et leurs utilisations

Il existe différents types d'arbres usinés, et chaque type possède ses propres usages et paramètres de performance. Voici quelques-uns de ces types :

Arbres creux

Les arbres creux sont ceux qui comportent un trou central permettant le passage facile d'un câble, d'un fluide ou de tout autre composant. Ces arbres sont légers et sont utilisés dans les aéronefs et les véhicules de course en raison de leur faible poids.

Arbres filetés

Les arbres filetés sont ceux qui comportent des filets internes ou externes. Ces filets permettent de créer une liaison dans de nombreuses applications à des fins de fixation et de démontage.

Ils sont largement utilisés dans la plomberie et les applications électriques, notamment pour les vis-mères, les broches filetées et autres mécanismes de fixation.

Arbres à clavette

L'arbre à clavette comporte une rainure de clavette qui permet de fixer des pièces telles que des engrenages, des pignons et des poulies. Ces arbres aident à empêcher le glissement des autres composants et créent des liaisons pour les applications à fort couple, comme les pompes et les moteurs.

Arbres cannelés

Les arbres cannelés comportent des cannelures ou des rainures longitudinales usinées sur toute leur longueur afin de s'emboîter dans des cannelures identiques.

Cela permet de créer une liaison très solide et d'offrir une transmission de puissance parfaitement fluide. Ils peuvent être utilisés dans les accouplements à engrenages et les transmissions automobiles.

Arbres coniques

Les arbres coniques sont ceux dont le diamètre diminue progressivement sur la longueur. Ces arbres sont utilisés dans les applications exigeant un montage très sûr des pièces, comme les poulies, les moyeux de roue et les engrenages.

Arbre étagé

Les arbres étagés sont principalement utilisés dans les chaînes cinématiques, car ils peuvent porter des cames et de grands engrenages pour la transmission de puissance. Ils comportent des roulements aux extrémités et sont capables de supporter des poussées axiales, des charges de flexion et des charges de torsion.

Méthodes utilisées pour la fabrication d'arbres de précision

Le processus de fabrication d'arbres de précision fait appel à différentes techniques, qui sont les suivantes :

Fraisage CNC

Le fraisage CNC est une méthode dans laquelle des fraises rotatives usinent l'ébauche et créent des formes telles que des rainures de clavette, des méplats et des cannelures. Grâce à leurs outils multipoints en rotation, elles peuvent usiner les arbres maintenus dans une position uniforme selon la forme requise.

Tournage CNC

Le tournage CNC fabrique des composants cylindriques et des arbres de précision de forme cylindrique, qui peuvent également y être découpés facilement. Il permet de produire des arbres aux diamètres requis et convient à la production en grande série.

Rectification CNC

La rectification CNC est un procédé d'usinage qui utilise une meule abrasive en rotation pour lisser la surface de l'arbre. Elle garantit l'obtention des tolérances et des dimensions requises pour les arbres.

Perçage CNC

Le perçage CNC est un procédé qui consiste à percer des trous et des canaux dans les arbres. Ces trous peuvent permettre de fixer des composants en alliage dans l'arbre. Il permet de créer des gorges de différentes profondeurs et différents diamètres dans l'arbre.

Usinage par électroérosion

L'électroérosion est une méthode adaptée aux arbres de précision ; elle vaporise la pièce à usiner à l'aide de l'électricité et découpe de petits détails. C'est une méthode efficace pour créer des détails fins dans les arbres usinés.

Matériaux adaptés à la fabrication d'arbres sur mesure

Les matériaux utilisés pour la fabrication des arbres sont variés, et voici quelques-uns d'entre eux :

Aluminium

Aluminium est un type de matériau résistant à la corrosion et léger. Il est hautement usinable et adapté à différentes applications où le poids est un critère important.

Acier inoxydable

L'acier inoxydable est particulièrement adapté à la fabrication d'arbres de précision ; la principale raison de choisir l'acier inoxydable pour les arbres est sa résistance à la corrosion. C'est pourquoi les applications marines et les usines de traitement chimique utilisent des arbres en acier inoxydable.

Titane

Titane est choisi pour les arbres en raison de son excellente résistance à la corrosion et de son bon rapport résistance/poids. Il est utilisé pour les applications aérospatiales.

Acier au carbone

L'acier au carbone présente une usinabilité et une résistance à la traction élevées. Il peut donc résister à la chaleur et est utilisé dans les moteurs et les pompes en raison de ses propriétés.

Acier allié

L'acier allié 4340 et 4140 sont le plus souvent choisis pour les arbres de précision utilisés dans les industries à forte charge. L'acier allié offre ténacité et haute résistance, ce qui le rend adapté aux applications industrielles.

Alliages de nickel

Les alliages de nickel conviennent à la fabrication d'arbres destinés aux applications liées aux turbines et aux environnements à haute température. Ils sont réputés pour leur résistance aux hautes températures et à la corrosion.

Options de finition de surface pour les arbres usinés sur mesure

Les arbres usinés sur mesure bénéficient de différentes options de finition de surface, dont voici quelques-unes.

Anodisation

Anodisation est un choix de finition de surface idéalement retenu pour les arbres en aluminium. Elle crée une couche sur l'arbre qui assure la résistance à la corrosion et améliore même l'aspect grâce aux différentes couleurs et textures proposées.

Passivation

Les arbres sur mesure sont également améliorés sur le plan de la surface grâce à la passivation. Elle est le plus souvent choisie pour les arbres en acier inoxydable.

Le procédé de passivation nettoie la surface de l'arbre avec une solution acide. Il élimine le fer libre présent à la surface et crée une couche d'oxyde.

Sablage aux billes

Le sablage aux billes est un procédé dans lequel de fines particules de verre ou des billes d'acier sont projetées sur les arbres sous haute pression. Il élimine les impuretés de la surface et confère une finition propre.

Galvanoplastie

La galvanoplastie est un traitement de surface qui améliore la surface des arbres en déposant une couche de nickel, d'or ou de zinc sur l'arbre. Elle renforce la résistance de l'arbre à la corrosion et à l'usure.

Polissage

Le polissage est une méthode de finition de surface qui protège les arbres de l'oxydation. Il aide également à éliminer les rayures et les marques de l'arbre usiné.

Chromage

Le chromage est une fine couche de chrome déposée sur l'arbre usiné. Il contribue à améliorer l'étanchéité de l'arbre et augmente sa dureté.

Conseils pour la fabrication d'arbres sur mesure

Les conseils ci-dessous peuvent améliorer le processus de fabrication d'arbres sur mesure et vous fournir des arbres usinés de haute qualité.

• Tenez compte du couple et de la charge que l'arbre devra supporter et déterminez en conséquence le matériau et le diamètre fiables.
• Analysez la résistance et la durabilité du matériau lorsque vous le choisissez pour un arbre usiné, à la lumière de l'environnement dans lequel il sera utilisé.
• Les exigences de l'application déterminent la longueur et le diamètre de l'arbre et permettent également de choisir une forme de section capable de supporter la charge.
• L'option de finition de surface doit être choisie en fonction de la durabilité de l'arbre et de sa résistance à la corrosion.

Les capacités de fabrication d'arbres de DEK

En tant qu'entreprise expérimentée du secteur de l'usinage, nous, chez DEK connaissons l'importance de fabriquer des arbres sur mesure avec exactitude et précision.

Nous utilisons diverses méthodes d'usinage CNC et fabriquons un arbre sur mesure pour vos applications, en garantissant une excellente finition de surface.

Conclusion

Les arbres sur mesure sont fabriqués en tenant compte du besoin de l'application. Le processus de fabrication d'arbres sur mesure prend en compte les dimensions, les matériaux et le type d'arbre nécessaire.

Ainsi, après avoir parcouru le guide ci-dessus, vous avez désormais une compréhension détaillée de tout ce qui concerne la fabrication d'arbres sur mesure.

FAQ

Quelle est la tolérance standard pour les arbres usinés de précision ?

La tolérance standard des arbres usinés varie de +/- 0,01 mm à +/- 0,05 mm pour les diamètres et de +/- 0,1 mm à +/- 0,2 mm.

Quelle est la fonction d'un arbre usiné ?

Les arbres usinés servent à la transmission de puissance entre les composants des moteurs et des machines.

Quelle technique d'usinage est idéale pour fabriquer un arbre ?

Le tournage CNC est la méthode de fabrication idéale pour les arbres.