La surépaisseur d'usinage est le métal supplémentaire laissé sur les surfaces à usiner d'une pièce coulée afin que la coupe de finition puisse enlever la peau brute de coulée et maintenir la dimension et l'état de surface. Sur un dessin, il s'agit de la surépaisseur d'usinage requise (RMA) : une valeur en millimètres avec une lettre de qualité ISO 8062-3. Sur les pièces coulées en sable ferreux que nous coulons, elle varie d'environ 1,5 mm sur une petite pièce moulée en machine à 18 mm sur une grande pièce moulée à la main, et elle n'est pas la même chose que la surépaisseur de retrait.
Qu'est-ce que la surépaisseur d'usinage en fonderie
La surépaisseur d'usinage est un surplus ajouté au modèle sur chaque surface que le dessin marque pour l'usinage, de sorte que la pièce brute de coulée sorte surdimensionnée sur ces surfaces d'une quantité définie. ISO 8062-3 l'appelle la surépaisseur d'usinage requise (RMA) ; les fonderies nord-américaines disent encore surépaisseur de finition ou stock d'usinage. Elle n'existe que sur les surfaces usinées — une face qui reste brute de coulée n'en reçoit aucune — c'est pourquoi le dessin doit préciser quelles surfaces sont lesquelles.
La surépaisseur a deux fonctions. La peau brute de coulée — sable brûlé, calamine, et la couche externe rugueuse, parfois poreuse — doit être entièrement enlevée, et la règle pratique est que la première coupe passe entièrement sous la surface coulée d'au moins 1/16 de pouce (environ 1,5 mm). Au-delà, la caractéristique peut se situer n'importe où dans sa tolérance de coulée, donc la dimension brute est définie pour que la surépaisseur complète soit toujours présente à l'extrémité inférieure de cette plage.
Une face usinée sur un côté porte la surépaisseur une fois ; un diamètre, ou une caractéristique usinée sur les deux côtés, la porte deux fois. Par défaut, une valeur couvre toute la pièce coulée, sélectionnée à partir de la plus grande dimension globale de la pièce finie plutôt que de la caractéristique — un petit patin usiné sur un grand carter de boîte de vitesses reçoit la surépaisseur du carter.
Surépaisseurs d'usinage typiques
Pour une pièce coulée en sable ferreux, la surépaisseur d'usinage typique est de 1,5 à 4 mm sur une petite pièce moulée en machine, de 2,5 à 6 mm moulée en machine ou de 3,5 à 12 mm moulée à la main à 250–630 mm, et jusqu'à 18 mm sur une grande pièce coulée moulée à la main ; les pièces coulées en cire perdue nécessitent 0,4 à 1,8 mm. Les plages ci-dessous sont les qualités ISO 8062-3 par procédé et plus grande dimension finie, avec les lettres de qualité qu'un dessin porterait.
| Procédé de coulée | Plus grande dimension finie | Surépaisseur d'usinage typique |
|---|---|---|
| Moulage sous pression (non ferreux) | — | 0,25–1,5 mm |
| Moulage en cire perdue (qualité ISO E) | jusqu'à 400 mm | 0,4–1,8 mm |
| Moulage en sable, moulé en machine ou en carapace (qualités F–H) – petites pièces | 100–250 mm | 1,5–4 mm |
| Moulage en sable, moulé en machine ou en carapace (qualités F–H) – pièces moyennes | 250–630 mm | 2,5–6 mm |
| Moulage en sable, moulé en machine ou en carapace (qualités F–H) – grandes pièces | 630–1 600 mm | 3,5–8 mm |
| Moulage en sable, moulé à la main (qualités G–K) – pièces moyennes | 250–630 mm | 3,5–12 mm |
| Moulage en sable, moulé à la main (qualités G–K) – grandes pièces | 630–2 500 mm | 5–18 mm |
Pour l'acier, traitez la ligne des petites pièces comme le minimum de la norme, pas comme un point de départ. Le manuel des tolérances des pièces coulées en acier de la SFSA ne descend jamais en dessous de 3/16 de pouce (5 mm) sur une face plane pour les pièces coulées en acier, et aucune surface de châssis supérieur ne devrait porter moins de 6 mm.
La face du châssis supérieur collecte le laitier, le sable et le gaz qui flottent pendant le remplissage, elle a donc besoin de plus de stock que le châssis inférieur et les parois latérales : sur une grande pièce coulée, 16 mm sur le châssis supérieur contre 10 mm ailleurs est normal. La solution est de mouler les faces usinées critiques dans le châssis inférieur chaque fois que la géométrie le permet.
Surépaisseur d'usinage vs surépaisseur de retrait
La surépaisseur de retrait rend le modèle surdimensionné sur chaque dimension afin que la pièce coulée, après contraction en refroidissant, atteigne la dimension nominale ; la surépaisseur d'usinage ajoute du stock par-dessus, uniquement sur les surfaces marquées, afin que ces surfaces soient surdimensionnées intentionnellement.
| Surépaisseur d'usinage | Surépaisseur de retrait |
|---|---|
| Ajoute du métal qui est ensuite usiné | Compense la contraction du métal en refroidissant |
| Appliquée uniquement aux surfaces marquées pour l'usinage | Appliquée à chaque dimension de coulée affectée par la solidification et le refroidissement |
| L'excédent reste sur la pièce brute comme stock visible | Dimension supplémentaire du modèle uniquement ; rien d'extra ne reste sur la pièce coulée |
| Définie par le procédé, la taille de la pièce, la méthode de moulage, la position du moule et l'exigence d'usinage | Définie principalement par la contraction de l'alliage et la règle de retrait de la fonderie |
Parce que la règle de retrait de la fonderie est une estimation, la surépaisseur d'usinage ne devrait pas être réduite sur un nouveau modèle avant l'inspection du premier article. Le stock d'usinage est ce qui absorbe ce que la règle de retrait a mal évalué ; une face avec trop peu de stock se nettoie à une extrémité et pas à l'autre.
Conclusion
Mettez trois choses sur le dessin : quelles surfaces sont usinées, la valeur RMA avec sa qualité ISO 8062-3, et toute surface qui nécessite plus que la valeur générale. Choisissez la valeur de départ dans le tableau selon le procédé et la plus grande dimension finie ; pour l'acier, maintenez 6 mm sur toute face de châssis supérieur ou déplacez cette face vers le châssis inférieur.
Laissez le retrait à l’atelier de modèles ; c’est la correction de la fonderie, pas votre surépaisseur. Confirmez ensuite la surépaisseur avec la fonderie qui coulera la pièce — sa règle de retrait et sa surface sont ce qui la déterminent.