Pièces de précision en titane tournées CNC sur mesure
Vue d'ensemble
Les manchons, brides et arbres de raccordement en titane combinent souvent des sièges de roulement, des diamètres d’étanchéité, des alésages et des filetages au sein d’une même pièce rotative. Ces caractéristiques nécessitent des repères d’usinage communs pour garantir des ajustements d’assemblage adaptés. XCM CNC propose le tournage CNC d’alliages de titane pour des diamètres d’arbre, des épaulements, des rainures d’étanchéité et des filetages définis par plan. Les arbres élancés et les manchons minces sont conçus en fonction de leur longueur, de leur rigidité et des méthodes de support. La résistance spécifique élevée et la résistance à la corrosion du titane conviennent aux pièces rotatives nécessitant un faible poids ou destinées à fonctionner dans des environnements corrosifs. Les commandes sont acceptées à partir d’une seule pièce. Des certificats de matériau peuvent être fournis en fonction de la commande, la nuance et l’état étant définis par les plans et les certificats.
Capacités clés
- Matériaux : Nuances de titane telles que TC4 (Ti-6Al-4V) et TA2 (CP Ti) ; nuance et état conformes au plan et au certificat de matériau
- Tolérance : +/-0,003 mm (+/-0,00012 pouces), précision IT5 ou IT6, ajustements arbre/alésage de +/-0,01 mm ; h6/H7 disponible
- Finition de la surface : Diamètres extérieurs tournés : Ra 0,8 µm ; surfaces intérieures alésées : Ra 1,6 µm, sous réserve des exigences relatives aux caractéristiques
- GD&T : Coaxialité de 0,012 mm pour les éléments « arbre/alésage » ; faux-rond de l'arbre de 0,012 mm avec référence et configuration définies
- Taille maximale : Tournage jusqu'à un diamètre de 1 250 x 2 000 mm ; le diamètre de 1 250 mm s'applique pour une longueur de pièce de 2 000 mm
- Traitement de surface : Ébavurage et chanfreinage (0,1 mm) ; grenaillage (80#-220#) ou polissage conformément aux spécifications du plan
- Fil : Filetages intérieurs à partir de M1,4 et filetages extérieurs à partir de M2,0 ; contrôle de la norme de filetage, de la profondeur et à l'aide de jauges « go/no-go » ou de jauges annulaires, conformément au plan
- Limite de précision : ±0,003 mm sur les éléments de précision ; circularité de 0,006 mm pour les arbres, les goupilles et les logements de roulements ; IT5 ou IT6 sur les éléments appropriés, le parcours d'usinage étant défini par le plan et les exigences
Références coaxiales de l'arbre et de l'alésage en titane
Les alésages, les diamètres extérieurs et les sièges de roulements sur les manchons en titane peuvent partager une référence fonctionnelle pour le tournage et le contrôle. La coaxialité entre les éléments d’arbre/alésage ou les diamètres extérieurs étagés peut atteindre 0,012 mm. Cela dépend en partie de la possibilité de réaliser les alésages et les diamètres extérieurs en un seul serrage, ce qui est influencé par la forme et la longueur de serrage. Vérifiez conjointement la tolérance du diamètre de l’arbre d’accouplement, la rugosité et le faux-rond à partir d’un repère commun.
Arbres longs et manchons fins en titane
Les arbres minces en titane peuvent atteindre un rapport L/D de 15:1 et une longueur de tournage maximale de 2 000 mm. La longueur, la rigidité et la rectitude constituent les critères d’évaluation des lunettes fixes, des lunettes suiveuses ou du tournage par étapes. L'épaisseur minimale de la paroi métallique peut atteindre 0,5 mm. L'aptitude à l'usinage des manchons en titane dépend de l'état du matériau, de sa structure et de la méthode de serrage ; un prétraitement de l'ébauche, un vieillissement de détente et des paramètres d'usinage optimisés sont nécessaires.
Rainures tournées et filetages d'extrémité d'arbre en titane
Les rainures tournées pour bagues de retenue, les rainures de joint et autres éléments similaires ont une largeur minimale de 0,5 mm, en fonction de la profondeur et du choix de l'outil. Les rainures pour joints toriques ont une largeur minimale de 1,0 mm, avec une tolérance de profondeur de 0,01 mm. Préciser sur le plan les exigences relatives à la rugosité des rainures et à l'absence de bavures. Les filetages intérieurs peuvent commencer à M1,4 et les filetages extérieurs à M2,0. Les filetages fonctionnels sont contrôlés à l’aide de jauges «go/no-go» ou de jauges annulaires et sont acceptés à condition qu’ils ne présentent ni filets croisés ou endommagés, ni bavures.
Finition de surface lors du tournage et de l'alésage du titane
La rugosité des surfaces extérieures et intérieures d’un même manchon en titane répond à des spécifications différentes : les diamètres extérieurs tournés peuvent atteindre une valeur Ra de 0,8 µm, tandis que les alésages peuvent atteindre une valeur Ra de 1,6 µm. Il convient de spécifier séparément la rugosité des sièges de roulement, des diamètres d’étanchéité et des surfaces d’accouplement des alésages, en tenant compte conjointement des tolérances dimensionnelles et des repères. Les exigences critiques en matière de Ra sont vérifiées à l'aide d'un appareil de mesure de la rugosité de surface.
Spécifications techniques
| Nom du produit | Pièces de précision en titane tournées CNC sur mesure |
|---|---|
| Fabricant | XCM CNC |
| Emplacement de l'usine | Shenzhen, Guangdong, Chine |
| Système de qualité | ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949, GJB9001C |
| Processus d'usinage | Tournage CNC |
| Matériau | Titane |
| Qualité des matériaux | TC4 (Ti-6Al-4V), TA2 (Ti de qualité commerciale) ; conforme aux normes et aux spécifications du plan et du certificat de matériau |
| Tolérance | Tolérances de précision des pièces métalliques : +/-0,003 mm ; IT5 ou IT6 selon les caractéristiques requises par le plan et le processus de fabrication ; tolérances d'ajustement arbre/alésage : +/-0,01 mm le cas échéant ; cotes h6/H7 disponibles |
| Rugosité de surface | Diamètre extérieur tourné, Ra 0,8 µm ; diamètre intérieur alésé, Ra 1,6 µm |
| Traitement de surface | Ébavurage et chanfreinage (0,1 mm) ; grenaillage (80#-220#) ou polissage conformément aux spécifications du plan |
| Application | Manchons et brides pour capteurs marins ; tiges et sièges de vannes pour l'industrie chimique ; vis médicales et tiges d'instruments (applications implantaires évaluées selon les plans et les exigences) ; bagues et goupilles pour la course automobile |
| Caractéristiques principales | Références coaxiales d'arbre et d'alésage ; arbres longs jusqu'à un rapport L/D de 15:1 et manchons minces ; rainures tournées, rainures pour joints toriques et filetages fonctionnels ; finitions distinctes du diamètre extérieur tourné et du diamètre intérieur alésé |
| Exigences critiques en matière de CQ | Références d'arbre/alésage, cotes, rugosité et champ d'application CMM/FAI définis par la commande ; contrôle à l'aide d'un calibre de filetage ; contrôle des cotes critiques et de l'aspect conformément à ce qui a été convenu |
| MOQ | 1 pièce |
| Délai d'exécution type | 10-15 jours ouvrables après l'examen du dessin |
| Formats de dessin | STEP, IGS, DWG, PDF, X_T |
Applications
Manchons et brides pour capteurs marins
Les manchons et les brides d'extrémité des capteurs sont exposés de manière prolongée à l'eau de mer, ce qui fait de la résistance à la corrosion du titane dans l'eau de mer un critère essentiel dans le choix des matériaux. Le tournage permet d'aligner les alésages des manchons, leurs diamètres extérieurs, leurs faces d'extrémité et leurs rainures d'étanchéité sur un même axe de rotation, ce qui facilite le contrôle des relations entre les alésages de positionnement des capteurs et les surfaces d'étanchéité. Les applications sous-marines nécessitent une évaluation au regard des plans et des spécifications.
Tiges et sièges de vannes pour applications chimiques
Les tiges et les sièges de soupapes en contact avec des fluides corrosifs peuvent être en titane, dont la nuance est choisie en fonction du fluide, de la température et de la concentration. La circularité et le faux-rond des diamètres d'accouplement des tiges, ainsi que la coaxialité entre les faces de contact des sièges et les alésages, influent sur le mouvement de la vanne et le contact d'étanchéité. Pour les faces de contact d'étanchéité, on peut envisager une rugosité de surface Ra de 0,8 µm, la planéité et les méthodes d'inspection étant définies conjointement.
Vis médicales et tiges d'instruments
Les vis orthopédiques et les tiges d’instruments sont souvent fabriquées en titane, la biocompatibilité étant l’un des critères de sélection des matériaux pour les pièces médicales. Les tiges, les filets et les extrémités des vis doivent être alignés sur un axe commun. Les filets peuvent être contrôlés à l’aide de jauges « go/no-go » ou annulaires afin de vérifier qu’ils ne présentent ni filets croisés, ni filets endommagés, ni bavures. Lorsque le diamètre des tiges d’instruments nécessite un polissage, il convient de préciser les normes d’aspect et de propreté. Les applications impliquant des implants nécessitent une évaluation par rapport aux plans et aux exigences.
Douilles et axes de liaison pour la course automobile
Les bagues de suspension et les axes de liaison pour lesquels une réduction de poids est nécessaire sont généralement fabriqués en alliages de titane en raison de leur résistance spécifique élevée. Les diamètres intérieur et extérieur des bagues ainsi que les tourillons d'accouplement des axes sont des surfaces de rotation. La tolérance de circularité est de 0,006 mm. Précisez séparément sur le dessin les cotes d'accouplement, la circularité et la rugosité, en fonction de la fonction de l'ensemble.
Pourquoi nous choisir
Équipements de tournage et systèmes qualité
Nos systèmes de qualité comprennent les normes ISO 9001, ISO 13485, IATF 16949 et GJB9001C, avec des équipements fournis par DMG, Mazak, Matsuura et Brother. Pour les pièces tournées, il est possible d'utiliser le centre de tournage-fraisage Mazak i-100S équipé d'une deuxième broche, adapté aux manchons en titane ne nécessitant que peu d'opérations de fraisage ou de perçage.
Des petits manchons aux grandes pièces rotatives
Les capacités d'usinage de l'usine s'étendent des petits connecteurs aux grandes pièces structurelles. Les pièces rotatives, qu'il s'agisse de manchons de précision, d'arbres longs ou de brides de grand diamètre, peuvent être tournées selon les plans fournis. Les opérations de finition, telles que l'ébavurage, le grenaillage ou le polissage, sont définies conjointement.
Équipement configuré pour répondre aux exigences de précision
Notre parc de machines couvre quatre niveaux de fabrication : la Chine continentale, Taïwan, le Japon, ainsi que l'Europe et les États-Unis. Les machines sont choisies en fonction des exigences de précision des pièces et des opérations. Les sièges de roulements et les diamètres d'étanchéité sur les arbres en titane présentent des exigences de précision différentes de celles des épaulements et des faces d'extrémité classiques. Chacun bénéficie d'un équipement adapté permettant de trouver le juste équilibre entre qualité et coût.
Certificats de matériaux et post-traitement des surfaces d'accouplement
Des certificats de conformité des matériaux peuvent être fournis conformément à la commande afin de vérifier la nuance et l'état (TC4 ou TA2). Si des surfaces d'appui, telles que les sièges de roulements ou les diamètres d'étanchéité, doivent faire l'objet d'un grenaillage ou d'un polissage, il convient de définir l'étendue de ces opérations lors de la revue des processus afin que les effets dimensionnels du post-traitement soient pris en compte avant l'usinage.
Méthodes d'inspection basées sur les caractéristiques
Pour contrôler la circularité, la rugosité et le filetage des arbres, on utilise respectivement des appareils de contrôle de circularité, des rugosimètres et des calibres « go/no-go » ou des bagues de contrôle de filetage. Les rapports CMM et FAI respectent cet ordre. La production en série débute après validation des échantillons, et des registres sont établis pour les cotes d'accouplement critiques.
Questions fréquentes
Comment dois-je définir la coaxialité d'un arbre et d'un alésage en titane ?
Utilisez l'axe d'assemblage réel, en choisissant généralement le diamètre extérieur d’une portée de roulement ou l'alésage de positionnement comme référence commune, puis définissez la coaxialité et le faux-rond. La coaxialité des éléments « arbre/alésage » ou des diamètres extérieurs étagés peut atteindre 0,012 mm, tout comme le faux-rond de l'arbre. Pour les pièces rotatives de haute précision, la coaxialité ou le faux-rond sont des critères plus pertinents que la seule concentricité. Le fait que les alésages et les diamètres extérieurs soient ou non usinés dans le même montage influe sur les résultats. Identifiez les références et les méthodes de contrôle lors de la demande de devis.
Que faire si un alésage en titane nécessite une finition plus fine que Ra 1,6 µm ?
Le honage permet d'obtenir une rugosité de surface de Ra 0,8 µm et est couramment utilisé pour les alésages hydrauliques ou de glissement. Les surfaces internes alésées et alésées à l'alésoir présentent une rugosité de Ra 1,6 µm ; l'alésage à l'alésoir est souvent utilisé pour les alésages de centrage et les trous de goupille. L'adéquation du honage dépend du diamètre et de la longueur de l'alésage. Vérifiez les exigences relatives au diamètre, à la profondeur et à la surface sur le plan.
Quelle rectitude un long arbre en titane peut-il conserver ?
La rectitude peut atteindre 0,01 mm et la cylindricité 0,011 mm sur une longueur de 1 030 mm, la longueur maximale de tournage étant de 2 000 mm. Les résultats réels dépendent du matériau, de la longueur et des conditions de traitement thermique. Les rapports longueur/diamètre élevés nécessitent une évaluation distincte de la déformation et du broutage. La capacité de tournage des arbres élancés s'étend jusqu'à un rapport L/D de 15:1.
Quelle nuance de titane et quel état de livraison conviennent à un arbre ou à un manchon tourné ?
Les arbres et goupilles soumis à des charges élevées utilisent généralement le TC4 (Ti-6Al-4V). Le TA2 (CP Ti) peut être envisagé pour les manchons pour lesquels la résistance à la corrosion et l'aptitude au formage sont prioritaires, avec des exigences de résistance moins élevées. Le choix dépend des charges, des milieux d'utilisation et des normes de conception. Le traitement thermique ou l’état de détente est conforme aux plans ou aux normes relatives aux matériaux. Il convient de préciser l’état requis pour l’acceptation dimensionnelle, car la rectitude et la circularité des arbres élancés et des manchons minces peuvent varier en fonction de cet état. Des certificats de conformité des matériaux peuvent être fournis sur demande.
Les pièces tournées en titane peuvent-elles atteindre une précision de IT5 ou IT6 ?
Oui. Les classes de tolérance IT5/IT6 conviennent aux éléments nécessitant une grande précision, tels que les diamètres d’arbres et d’alésages. Le tournage CNC, réalisé conformément aux plans et aux spécifications et accompagné des opérations secondaires nécessaires (telles que la rectification), permet d’atteindre la précision visée. Les tolérances d'ajustement peuvent être spécifiées comme h6/h7 pour les arbres et H7/H8 pour les alésages, le parcours étant déterminé par le plan de la pièce.
Que fournir pour un devis de tournage du titane ?
Les plans 2D cotés sont essentiels. Un modèle 3D au format STEP, IGES ou STP peut les compléter. Un modèle seul ne permet pas de définir les tolérances, les ajustements, les normes de filetage ou la rugosité, qui doivent être fournis séparément. Veuillez indiquer la nuance du matériau et son état de livraison, la quantité et l’utilisation prévue. Le devis porte principalement sur la difficulté d’usinage du titane, les ajustements arbre/alésage, le rapport longueur/diamètre, le support, la rugosité et l’étendue du rapport. La quantité minimale de commande (MOQ) est de 1 pièce ; la fabrication des prototypes prend généralement entre 3 et 7 jours et celle des commandes standard entre 10 et 15 jours, en fonction de la complexité et de la quantité. Un accord de confidentialité (NDA) peut être signé si nécessaire.
Pouvez-vous établir un devis pour une vis d'implant en titane à partir d'un plan ?
Oui, une évaluation sur la base de plans est possible. Le diamètre de la tige de vis, le calibre du filetage, le contrôle au calibre « go/no-go » ou au calibre annulaire, ainsi que les certificats de matériaux et les documents de réception peuvent être établis lors de l'examen. Les surfaces filetées peuvent être acceptées si elles répondent aux exigences relatives à l'absence de filets croisés ou endommagés et de bavures. L'adéquation de l'implant nécessite une évaluation pièce par pièce par rapport aux exigences spécifiques à votre pièce. Veuillez inclure les exigences pertinentes issues des documents qualité.
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