Avantages en termes de performances
Dans les mêmes conditions de diamètre extérieur, lorsque l'épaisseur de paroi d'un arbre creux atteint 10 mm, son module de section de résistance à la flexion peut atteindre 98 % de celui d'un arbre plein (valeur W 0,096 cm³ contre 0,098 cm³). Concernant la rigidité en torsion, dans les mêmes conditions de matériau et de section transversale, un arbre creux augmente l'efficacité de torsion de 17 % à 23 % en augmentant la distance moyenne entre le matériau et le centre de l'arbre.
Par rapport aux arbres pleins, il offre :
- Réduction de poids de 30 à 45 % (pour le même diamètre extérieur)
- Réduction du coût des matériaux de 20 % à 30 %
- Amélioration de l'utilisation de l'espace axial de 10 %
Processus de fabrication
Un système en trois -étapes : ébauche → semi-finition → finition est adopté. Un itinéraire de processus typique est le suivant :
1. Découpage : Barre de coupe selon les spécifications φ60×220mm
2. Tournage ébauche : Laisser une surépaisseur d'usinage de 2 mm sur le diamètre extérieur
3. Perçage : Usinage d'un trou traversant φ28 (un alésage est nécessaire après le perçage pour améliorer la précision)
4. Traitement thermique : Trempe et revenu à HRC28-32
5. Finition du tournage : Contrôle de la tolérance dimensionnelle du diamètre extérieur jusqu'à la qualité IT6
Paramètres clés du processus :
- Tournage grossier du diamètre extérieur φ46 : vitesse de broche 600 tr/min, vitesse d'avance 0,3 mm/r
- Finition du tournage du trou intérieur φ28 : à l'aide d'outils CBN, rugosité de surface Ra inférieure ou égale à 1,6 μm
- Usinage de cannelures : Utilisation d'une broche dédiée, erreur de pas cumulée Inférieure ou égale à 0,02 mm