Guide de l'arbre à cames en laiton : Qu'est-ce que c'est, comment c'est fait et quels sont les avantages ?

Si vous achetez des arbres à cames, vous en rencontrerez deux types différents : l'arbre à cames moulé et l'arbre à cames en fonte. Les arbres à cames en fonte sont plus résistants. Cependant, ils coûtent plus cher. Les arbres à cames en fonte sont moins chers, mais moins fiables en cas de levées et de pressions de ressort extrêmes, en particulier à haut régime.

Nous allons vous aider à comprendre ce que sont les cames à billettes, leur méthode de fabrication et tout ce qui les concerne, y compris leur comparaison avec les cames coulées.

Qu'est-ce qu'un arbre à cames en fonte ?

Un arbre à cames en billettes est une came fabriquée en tournant un arbre à cames en billettes. morceau d'acier. Il tire son nom de sa forme initiale avant la production : une balle forgée au lieu d'une balle moulée. L'acier est généralement brut, sans aucun profil. Au lieu de cela, tout doit être coupé, y compris les séparations des lobes et les tourillons.

Ces cames sont généralement des pièces de rechange et sont disponibles finies ou rectifiées. Les cœurs rectifiés vous permettent de personnaliser leur profil en fonction de la levée souhaitée et d'autres spécifications, telles que la durée.

Les cames présentent de nombreux avantages qui en font un choix plus polyvalent, en particulier si votre application est très exigeante, comme la course ou la traction. Dans ces moteurs, la pression des ressorts est élevée, ce qui nécessite des cames plus robustes.

Matériau de l'arbre à cames en laiton

Le matériau de l'arbre à cames peut avoir un impact significatif sur sa capacité à résister à l'usure et aux dommages. Il influe également sur son coût et détermine sa compatibilité avec les composants avec lesquels il est en contact direct.

Les arbres à cames en fonte sont des pièces de performance fabriquées à partir d'aciers alliés trempés et de noyaux en acier à outils, principalement des aciers 5150 et 5160. Ces aciers offrent les meilleures propriétés. Ils sont généralement durcis par induction et cémentés pour être plus résistants.

Les fabricants d'arbres à cames peuvent utiliser d'autres aciers, notamment les aciers 8620, 8660 et 9310. Ces matériaux produisent des ébauches robustes et résistent à l'usure et aux chocs.

Comment sont fabriqués les arbres à cames en laiton ?

Leur production implique l'usinage de lingots d'acier. Le processus nécessite des Usinage CNC ou la pièce risque de ne pas sortir comme prévu.

Les amateurs peuvent utiliser des tours ordinaires pour tourner des ébauches. Toutefois, l'utilisation d'un tour exige une concentration et des compétences intenses. Voici en bref comment les fabricants d'arbres à cames fabriquent les types de billettes :

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  Une pièce brute en acier est placée dans un tour et tournée contre une meule commandée par ordinateur.
  
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  L'utilisation de machines CNC garantit une plus grande précision, éliminant les erreurs dans les différentes sections rectifiées.
  
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  Pendant qu'elle tourne, une came change constamment de position pour correspondre aux profils requis
  
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  Les profils prennent vie, ainsi que d'autres sections si nécessaire
  
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  Le processus de broyage comporte deux étapes : le broyage grossier et le broyage de finition.
  
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  La rectification grossière introduit les profils, tandis que la dernière étape permet d'obtenir la finition souhaitée en éliminant les imperfections.
  
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  La came subit un processus de durcissement afin d'améliorer ses propriétés mécaniques et d'usure.
  
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  Ensuite, les cames finies sont soumises à un processus de contrôle de la qualité. Ce processus comprend des inspections visuelles et divers tests de performance et de durabilité
  
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  Les experts effectuent des tests à l'aide de divers outils et méthodes d'essai. Plus important encore, des équipements informatisés prennent des mesures pour confirmer de multiples spécifications.
  

Les cames peuvent également recevoir des revêtements de durcissement. Le processus de durcissement est appelé nitruration. Le revêtement améliore également le pouvoir lubrifiant des lobes, ce qui leur permet de résister à l'usure.

Les arbres à cames sur mesure tiennent compte des exigences du client en ce qui concerne le matériau, la taille et les profils. La fabrication de cames sur mesure peut également nécessiter une approche différente de celle décrite ici.

En revanche, les types personnalisables ne sont que légèrement coupés ou usinés. En fonction de leurs applications, l'utilisateur effectue le reste du tournage pour obtenir les spécifications souhaitées. Ces cames sont préférées lors de l'achat de cames pour des applications modifiées.

Quels sont les avantages des arbres à cames en fonte ?

Ces cames sont acier forgé. Le forgeage permet d'obtenir des matériaux de meilleure qualité que le moulage. Les grains de métal suivent des lignes spécifiques, ce qui rend la pièce résistante à la casse et à d'autres dommages. Par conséquent, ces composants s'usent moins vite et peuvent résister aux conditions difficiles du moteur.

Il est également plus facile de modifier ces types de cames pour les adapter à votre application. Nombre d'entre elles sont livrées non finies, ce qui vous permet de personnaliser leurs caractéristiques. Le matériau plus épais permet également de réaliser plus de réaffûtages.

Les nombreux avantages de l'acier billetté font de ces pièces un excellent choix pour les moteurs standard et performants. Dans le cas d'une voiture de ville, la pièce vous permettra de parcourir beaucoup plus de kilomètres. Si vous l'utilisez dans des applications plus performantes, vous disposez d'un composant plus fiable.

Arbre à cames en laiton et arbre à cames en fonte

En fonction de leur forme initiale, les cames sont soit pièces moulées ou des noyaux de billettes. Les deux matériaux étant différents, leurs pièces auront des propriétés mécaniques différentes. Commençons par comparer les différences de fabrication.

Facilité de fabrication

Pour obtenir des cames en billette, il faut usiner des ébauches forgées. Ce processus est plus exigeant. Il nécessite davantage d'étapes et le fabricant doit s'assurer que la méthode d'usinage et les tolérances sont correctes.

En revanche, les cames coulées résultent de la coulée de métal en fusion dans des moules préparés à cet effet. La pièce sort alors avec les profils formés et ne nécessite qu'un léger usinage.

Comme vous pouvez le constater, le moulage d'un arbre à cames est plus simple que le découpage ou la rectification. Les arbres à cames en fonte conviennent mieux aux volumes de production élevés, en raison de leur facilité de fabrication. Les cames en acier, quant à elles, sont plus adaptées à des volumes plus faibles.

Différence de coût

Parce qu'elles sont plus difficiles à produire, les cames billettées coûtent plus cher. Le matériau est également plus résistant aux dommages, ce qui augmente le coût. Les cames coulées sont plus abordables : elles sont plus faciles à fabriquer. Par exemple, une came coulée typique peut coûter $150, alors qu'une came billette similaire coûte $300.

Durabilité et solidité

L'acier forgé résiste mieux à l'usure. Il a également un module d'élasticité plus élevé, ce qui le rend plus résistant à la rupture. Les billettes dureront donc plus longtemps que les types moulés.

Les coulées ont des structures granulaires irrégulières et sont comparativement plus faibles. Cela ne signifie pas pour autant qu'elles se briseront au moindre choc. Cela ne fait qu'augmenter le risque de défaillance.

Lors de la fabrication des cames en fonte, le matériau est refroidi pour produire une surface résistante à l'usure. Cette couche peut s'user avec le temps, exposant la came à la friction, en particulier dans des conditions de faible teneur en huile.

Meilleure application

Un arbre à cames billette est un arbre à cames du marché secondaire qui résiste à des pressions de ressort plus élevées à des régimes de moteur plus élevés. Cette propriété en fait le meilleur choix pour les applications à hautes performances ou très exigeantes, comme la course automobile.

D'autre part, les cames en fonte sont les plus adaptées aux pressions normales des ressorts. Par conséquent, une came en fonte conviendra parfaitement à une voiture de tourisme, à moins que vous ne souhaitiez un modèle plus robuste qui vous garantisse une durée de vie plus longue.

Dans l'ensemble, les applications exigeantes requièrent la robustesse des pièces forgées. N'oubliez pas que si vous achetez une came en acier billette, votre fabricant peut ajouter un entraînement en fonte, ou vous pouvez lui demander de le faire. Cela permet d'éviter que l'acier n'use l'engrenage du distributeur d'origine.

Conclusion

Les fabricants de pièces automobiles tournent une pièce d'acier forgé pour fabriquer des arbres à cames billettes. Cela en fait une pièce de moteur plus durable que celles produites par l'usinage de pièces en fonte. Les cames sont disponibles en tant que pièces finies, ou vous pouvez les commander en tant que composants personnalisables à rectifier.

Chez WanTuo, nous fabriquons les deux types d'arbres à cames en fonte. N'hésitez pas à nous contacter. Nos experts vous aideront à sélectionner le meilleur matériau pour votre application ou votre marché. Nos arbres à cames sont fabriqués dans un souci de performance et de durabilité, ce qui en fait des pièces de moteur fiables.