Coaxialité
Qu’est-ce que la coaxialité ?
La coaxialité appartient à la catégorie des tolérances de position. Elle définit le comportement relatif de plusieurs éléments le long d’un même axe. Contrairement aux tolérances de forme, la coaxialité ne concerne pas la géométrie d’un élément isolé, mais la position de plusieurs éléments les uns par rapport aux autres, en référence à une ligne ou un axe commun.
Lorsque plusieurs éléments sont positionnés le long d’un arbre ou d’un axe de référence, on parle de coaxialité. Une autre tolérance de position est la parallélité, qui analyse le comportement de composants disposés côte à côte.
Domaines d’application de la mesure de la coaxialité
Dans la construction de moteurs, on trouve de nombreux arbres présentant des géométries irrégulières. Cela est généralement dû à l’assemblage de différents composants ou aux fonctions multiples que doit remplir l’arbre. Un exemple typique est le turbocompresseur. Celui-ci est constitué d’un arbre continu comportant, à ses extrémités, des interfaces pour la roue de turbine et la roue de compresseur. En raison des vitesses de rotation très élevées, une coaxialité extrêmement précise est indispensable.
Un autre exemple dans le domaine des moteurs est l’arbre à cames. Cette pièce est également un élément de rotation monolithique, doté de renflements de forme elliptique appelés cames. Le centre de rotation de ces cames doit impérativement se situer sur l’axe central de rotation. Dans le cas contraire, une défaillance prématurée du composant est à prévoir.
Produire la coaxialité des composants
Pour obtenir une coaxialité avec une tolérance minimale, un procédé de fabrication est particulièrement adapté : le tournage sur tour. Cette technique permet non seulement d’usiner des pièces radiales ou à épaulements, mais également de fabriquer, avec le savoir-faire et l’outillage appropriés, des arbres de forme irrégulière tout en respectant la coaxialité.
Dans la pratique, les arbres de forme complexe ne sont toutefois que rarement usinés à partir de matière pleine. Ils sont généralement fabriqués à partir de préformes coulées puis laminées.
Les engrenages constituent un cas particulièrement critique. De très faibles écarts de profondeur lors du fraisage peuvent déjà altérer la coaxialité et, par conséquent, la régularité de rotation de l’arbre.
La coaxialité est également essentielle pour les formes négatives. Les perçages borgnes et débouchants sont souvent réalisés par étapes. Le perçage de plus petit diamètre sert alors de référence de position pour un axe ou un pion. Les tours peuvent également être utilisés pour réaliser ces perçages.
Une fraiseuse de qualité est également adaptée à ces opérations. Néanmoins, dans tous les cas, la vérification de la coaxialité est indispensable.
Vérifier la coaxialité
Différentes méthodes existent pour contrôler la coaxialité, notamment des approches tactiles. Ces méthodes sont rapides à mettre en œuvre et permettent d’identifier de manière fiable la nécessité d’une reprise d’usinage. Les instruments de contrôle manuels sont souvent désignés comme des appareils de mesure du faux-rond, mais ils peuvent également être utilisés pour la mesure de la coaxialité.
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