1.0 Présentation
Les types de pièces qui peuvent être créées et usinées se multiplient grâce aux progrès des technologies de fabrication. Les courbes, ainsi que les pièces aux courbes sophistiquées et aux formes 3D complexes, sont aussi simples à fabriquer que les lignes droites. Une plus grande automatisation a entraîné une uniformité et une qualité accrues, ainsi qu'une réduction du nombre d'erreurs. La CNC offre également une plus grande flexibilité dans la manière dont les pièces sont maintenues, minimisant ainsi le besoin de gabarits ou de raccords coûteux, nécessaires sur les machines traditionnelles. Les petites quantités, les courtes séries de fabrication et les pièces qui doivent être livrées rapidement peuvent toutes être prises en compte.
1.10 Usinage de précision CNC
Les fraiseuses CNC sont des outils de coupe contrôlés par ordinateur qui éliminent avec précision les matériaux d'une pièce. Elles peuvent couper, meuler et tourner une variété de matériaux, bien qu'elles soient le plus souvent utilisées pour les métaux. La précision est ce qui rend l'usinage CNC si attrayant. Il est également idéal pour la production ordinaire, car il permet des coupes très précises en peu de temps. Les tolérances sont utilisées par les machines CNC pour déterminer dans quelle mesure un article peut s'écarter des spécifications standard. Certains articles, tels que ceux utilisés dans l'aérospatiale et la médecine, sont susceptibles d'exiger des tolérances plus strictes que les jouets ou les meubles.
2.0 Optimisation du fraisage CNC Exactitude et précision
Les conseils suivants aideront à améliorer la précision et l’exactitude du fraisage CNC.
2.10 Réduire la distorsion de l'outil
Les outils à leur apogée durent plus longtemps et fonctionnent mieux. Les outils déformés doivent être remplacés régulièrement. Lorsqu'il s'agit de prendre soin des équipements d'usinage CNC, la maintenance prédictive élimine la maintenance inutile tout en minimisant les temps d'arrêt imprévus dus à un dysfonctionnement de la machine.
La maintenance préventive reste préférable à la maintenance réactive. Si aucune donnée n'est disponible pour estimer le moment idéal pour entretenir votre équipement, il suffit de suivre les exigences de maintenance préventive du fabricant. Lors de la réalisation d'une maintenance de routine, il est recommandé de vérifier l'état des outils, des filtres et des broches. Si vous utilisez souvent l'appareil, ces pièces devront peut-être être remplacées fréquemment. Le choix d'outils plus durs lorsque cela est possible réduit également l'usure des outils.
Même si les outils les plus durables ont des prix similaires, les outils qui restent affûtés offrent des solutions d'usinage plus précises. Quelle que soit la précision avec laquelle vous configurez la machine, les outils émoussés et usés ne peuvent pas atteindre des niveaux de précision élevés.
2.11 Comprendre les propriétés du matériau
Lors de l'usinage, il faut tenir compte des paramètres du matériau, notamment la résistance à la traction, la limite d'élasticité, le module de Young et la dilatation thermique de la pièce. Lorsqu'il est exposé à la même force de coupe, un matériau à faible limite d'élasticité, par exemple, se déformera davantage qu'un matériau à limite d'élasticité élevée.
2.12 Conception mécanique des composants
La précision et l'exactitude du travail dépendent de la complexité de la conception de la pièce ainsi que du nombre de côtés sur lesquels une machine fonctionne. Lorsque vous disposez d’une machine qui travaille sur plusieurs axes, vous n’avez pas à vous soucier des erreurs commises lors de plusieurs configurations. Étant donné que l'utilisation d'une machine à 5 axes élimine les configurations supplémentaires,
Si vous possédez actuellement une machine à trois axes, vous pouvez intégrer le travail sur cinq côtés en ajoutant une table à deux axes pour déplacer la pièce. Cette conception 3+2 constitue l’approche la plus simple et la plus rentable pour ajouter un usinage sur plusieurs côtés du composant. Cependant, si vous devez travailler sur des pièces lourdes ou massives, la table risque de ne pas être en mesure de les supporter, et passer à une machine à cinq axes peut être la meilleure solution.
2.13 Conception de l'assemblage
Les prérégleurs d'outils peuvent aider avec précision lors de la configuration de la machine pour le travail. En moins d'une minute, ces modules complémentaires déterminent la précision du placement de l'outil. En comparaison, il faut plus d'une heure à un machiniste pour configurer 15 outils pour un travail à l'aide d'un palpeur. Votre précision s'améliore lorsque vous utilisez des prérégleurs car le système peut déterminer l'emplacement exact de l'outil pour une coupe plus précise.
Votre travail ne sera pas affecté par les erreurs commises lors du réglage manuel en raison du placement plus précis des instruments. Malgré la croyance populaire selon laquelle les préréglages d'outils ne sont utiles que pour les grandes opérations, tout chantier qui change régulièrement d'outils bénéficiera de leur utilisation.
Les dispositifs de maintien de la pièce peuvent prévenir les accidents, et un aimant électro-permanent peut être utile si vous avez un objet métallique. Lorsque vous travaillez avec des composants minces qui peuvent glisser ou se plier pendant la coupe ou le fraisage, il est judicieux d'utiliser un aimant activé électriquement pour les maintenir. La coupe devient plus précise en utilisant un support de pièce pour fixer vos composants, car les pièces ne bougent pas pendant l'usinage. La pièce est maintenue stable par un support de pièce, mais vous n'avez pas besoin d'utiliser une version magnétique.
2.14 Apporter des modifications au système de processus
Il existe différentes techniques pour améliorer le processus d'usinage. Les employés doivent être pris en compte en premier, car ce sont eux qui feront fonctionner les appareils de manière organisée ou non, et s'ils ne le savent pas, ils risquent de perdre du temps ou de commettre des erreurs. Si l'entreprise décide de mettre à niveau son logiciel de FAO, elle doit s'assurer que tout son personnel est adéquatement informé sur son utilisation. L'ordinateur générera des erreurs en raison de données erronées si elles sont saisies dans le système. Les opérations seront améliorées en mettant à niveau le logiciel et la technologie pour permettre des niveaux de précision plus élevés. En analysant jusqu'à 1,000 XNUMX lignes de données ponctuelles dans le logiciel, l'équipement pouvait désormais prévoir où il souhaitait que les outils se déplacent.
Une autre technique permettant d'améliorer la précision de l'usinage CNC consiste à modifier le système de guidage de déplacement. Les mouvements X, Y et Z déterminent la précision du système de déplacement. À mesure que les tolérances de hauteur, de largeur et de parallélisme diminuent, un système de guidage de déplacement de haute précision avec de faibles tolérances devient plus coûteux. Des résultats plus précis et plus exacts sont obtenus avec des tolérances plus strictes. Envisagez d'externaliser la tâche si votre budget ne vous permet pas d'installer un système de navigation ultra-précis pour votre équipement. Le niveau de support fourni par le bâti de la machine a un impact sur la précision de l'équipement d'usinage de précision.
Un lit plat, stable thermiquement et ferme absorbe les vibrations et soutient les éléments mobiles de la machine, garantissant ainsi la précision de la CNC. La précision de l'équipement est déterminée par l'interaction entre le lit et la fondation. Le positionnement des supports du lit aux emplacements de montage est essentiel pour éviter tout affaissement. Même les lits les plus rigides s'enfonceront quelque peu entre les emplacements. Idéalement, les pieds du lit doivent être à 60 % de la longueur du lit l'un de l'autre. Les pieds du lit servent à la fois de points de ventilation et de support, empêchant le lit de s'affaisser. Placez également le troisième support au milieu des deux autres. La précision de la machine est obtenue en réduisant l'affaissement du lit.
2.15 L'état de la machine
Le résultat final ne sera pas aussi précis qu'il pourrait l'être si la machine n'est pas correctement calibrée ou présente des signes d'usure. Par conséquent, l'état de la machine a un impact sur la précision et l'exactitude du produit final.
2.16 Attention à la détérioration des outils.
Le contact brutal entre l'outil et la pièce provoque une détérioration de l'outil. Il réduit la taille de l'info-bulle et modifie la géométrie du tranchant de l'outil. Cela pourrait conduire à une coupe incorrecte de l'outil et à la production de pièces de mauvaise qualité.
2.17 Capacités de programmation avancées
L'aspect le plus important de l'usinage CNC est la programmation. Un programmeur qualifié peut utiliser le programme intrinsèque de manière intelligente, en minimisant l'erreur cumulative du système CNC tout en augmentant simultanément la flexibilité du programme principal et des sous-routines.
Nous utilisons généralement une méthode de traitement multi-pièces lorsqu’il s’agit de moules complexes. Nous devons utiliser la relation entre le programme principal et le sous-programme s’il existe plusieurs formes identiques. Ensuite, dans le programme principal, répétez le sous-programme jusqu'à la fin de l'usinage. Nous pouvons alors garantir que les dimensions de traitement sont cohérentes et augmenter l’efficacité du traitement.
Lorsqu'une donnée change, le calcul incrémental cherche à gagner du temps en recalculant uniquement les sorties qui dépendent des données mises à jour. Le calcul incrémental entraîne souvent une erreur cumulative spécifique d'exécution continue de programmes multi-segments. Le calcul absolu est utilisé pour développer un logiciel qui réduit l'erreur cumulative du système CNC et garantit l'exactitude du traitement.
2.18 Minimiser la déformation thermique du système de traitement
L'imprécision thermique de la machine-outil est affectée par la vitesse de coupe, l'avance, le temps d'usinage et la température ambiante.
2.19 Utilisation de pièces fabriquées sur commande pour augmenter la précision
Obtenir des niveaux élevés de précision et d'exactitude prend du temps et coûte cher. Peu d'ateliers d'usinage proposent ces services car le coût de mise à niveau vers des niveaux de précision élevés ou ultra-élevés est généralement prohibitif. Lorsque des commandes de pièces de haute précision sont reçues, certaines entreprises sous-traitent le travail à des ateliers capables de produire les pièces avec la précision requise. Il s'agit d'un plan d'affaires qui permettra aux entreprises d'améliorer les opérations de leur atelier sans avoir à refuser des commandes.
Les entreprises ne sont pas obligées d'utiliser des composants fabriqués sur mesure pour tous leurs projets. Elles peuvent être en mesure de réaliser la majorité des commandes qu'elles reçoivent. Le choix d'un sous-traitant tiers pour un projet donné peut être bénéfique à certains égards. Pour certaines applications, l'utilisation de pièces fabriquées sur mesure réduit l'usure des machines internes. Les entreprises économisent de l'argent en n'ayant pas à remplacer des outils usés ou à effectuer des opérations de maintenance de routine sur leur équipement parce qu'elles ne les utilisent pas aussi souvent.
De plus, pour traiter une seule commande ou un nombre limité de composants, vous n’avez pas besoin d’investir dans des améliorations coûteuses. Pensez à combien il en coûterait à une organisation pour moderniser son équipement par rapport aux dépenses liées à l'embauche d'un atelier d'usinage tiers. Ces derniers permettront, dans la plupart des situations, d’économiser de l’argent sur le projet.
Compte tenu du temps et de l'argent nécessaires pour apporter des améliorations visant à accroître la précision de la CNC, le choix d'un atelier tiers peut permettre à une organisation d'économiser de l'argent tout en offrant les avantages d'un usinage plus précis.
En outre, un atelier d’usinage tiers pourrait investir plus d’argent dans l’équipement qu’il utilise pour obtenir de meilleurs résultats.
2.20 Améliorer l'outil de coupe
Optimiser les outils de coupe nécessite d'utiliser un outil particulièrement adapté à la matière à usiner. Vous devez choisir l’outil de coupe le plus adapté à votre application pour atteindre le niveau d’exactitude et de précision souhaité.
Même si les mouvements des outils dans le fraisage CNC sont automatisés, les outils de haute qualité apportent de la valeur. Vous devez également calibrer régulièrement vos machines-outils pour vous assurer qu’elles fonctionnent avec la plus grande précision.
2.21 Moderniser la machine-outil le plus rapidement possible
Les fabricants de machines introduisent aujourd’hui de nouvelles fonctionnalités et mettent régulièrement à jour leur micrologiciel pour améliorer leur efficacité. Les utilisateurs peuvent les mettre à jour rapidement pour maximiser la valeur de leurs investissements. L’hésitation à moderniser les machines-outils pourrait entraîner une perte de précision et d’exactitude des pièces, voire une augmentation des rappels de produits.
2.22 Paramètres de coupe
Pour chaque application, les paramètres de coupe doivent être spécifiés de manière appropriée.
2.23 Maintenir les imprécisions de mesure au minimum
Améliorez la précision de rotation du roulement. Les roulements à rouleaux cylindriques de haute précision et les roulements à billes multi-huiles font partie des meilleures options.
3.0 Les avantages de l’augmentation de la précision de positionnement des machines CNC
- Délai d'exécution amélioré
Le temps gagné sur vos projets est l'une des principales raisons d'améliorer la précision de positionnement des machines CNC. Une découpe plus précise réduit les travaux à refaire. De plus, l'automatisation de plusieurs composants de l'usinage, tels que le placement des outils, minimise le temps nécessaire à chaque activité. Des processus plus efficaces réduiront le temps d'attente pour la fin de votre projet si vous utilisez les pièces générées par l'usinage.
- Centres de données
La variance affecte la précision et l'exactitude initiales d'une pièce, ainsi que sa capacité à générer des doublons précis. En modifiant votre équipement pour éliminer ces facteurs, vous pouvez garantir que vos résultats sont précis et cohérents. De plus, vous ne devriez pas être obligé de mesurer chaque composant terminé. Par exemple, si vous souhaitez améliorer la précision, vous devrez réduire l'intervention humaine. Vous pouvez réduire les risques d'erreurs en automatisant le processus, ce qui permet une reproduction plus précise de chaque article fabriqué. Comme le nombre d'erreurs est limité, vous pouvez obtenir une grande précision avec votre équipement en réduisant le nombre d'erreurs possibles.
Même si vous n'avez pas besoin de mesurer chaque article, vous devez utiliser des mesures au laser et une inspection à la barre à billes pour vous assurer que vos procédures sont précises.
Ces mesures peuvent vous aider à mieux estimer quand l’équipement doit être entretenu ou quand il doit être ajusté pour augmenter l’efficacité.
3.10 Précision de fraisage CNC
La précision totale de l'article fraisé est déterminée par trois mesures distinctes : précision de position, précision ou répétabilité et tolérance.
a. Précision du positionnement
La différence entre la distance requise entre les points sur le composant et la distance réellement mesurée de ces points après le fraisage est la précision de positionnement. La capacité d'une fraiseuse CNC à suivre son itinéraire prévu détermine la précision. En collectant des mesures répétées et en déterminant la moyenne statistique des écarts, l'atelier d'usinage peut évaluer la précision du laminoir.
b. Précision répétable
La précision et l'exactitude de la fraiseuse sont déterminées par la répétition minutieuse des mêmes commandes afin que chaque pièce produise le même résultat. Lors de la détermination du chemin de coupe de la fraiseuse CNC, l'atelier peut calculer la précision de la machine en effectuant des mesures répétées. La répétabilité de la coupe du même trajet précis encore et encore, aboutissant à une réplique exacte du composant, est la mesure de la précision.
c. Tolérance
Lorsqu'il s'agit de la variation autorisée de la fraiseuse CNC pour mesurer la valeur définie, les machinistes et les ingénieurs utilisent le terme tolérance. La fraiseuse est programmée par les programmeurs et les machinistes CNC pour produire des composants dans les limites de tolérance du client. La fraiseuse doit rester dans la tolérance de la valeur de mesure indiquée lors de la découpe des matériaux et de la fabrication des produits. Le but d'une fraiseuse CNC est de maintenir constamment une précision de positionnement élevée tout en restant dans une plage de tolérance donnée.
Lors de l'usinage d'un lot de composants, la répétabilité sans précision ne donnera aucun résultat exploitable puisque les pièces seront également hors tolérance. À l'inverse, si la précision est sacrifiée à la répétition, un ou deux composants seulement seront fournis. La précision et la répétabilité permettront d'obtenir des lots complets d'articles intacts. La qualité de vos articles est garantie par la précision de l'atelier d'usinage.
3.11 Les effets de la précision et de l’exactitude de l’usinage CNC sur un large éventail d’industries
i. Energie
Les machines et équipements utilisés pour créer et gérer l’énergie, qu’elle provienne du gaz naturel, du pétrole ou d’autres sources, nécessitent des pièces usinées avec précision qui peuvent supporter une pression extrême.
ii. Médical
Des pièces de taille micro et macro usinées avec précision sont utilisées dans les machines et équipements utilisés dans les opérations médicales.
iii.Fin ou renouvellement d’un abonnement Industrie aerospatiale
Pour garantir le fonctionnement sûr de l’avion quel que soit son environnement, les composants aérospatiaux doivent respecter les tolérances les plus strictes.
Conclusion 4.0
La nécessité de précision et d'exactitude dans le fraisage CNC est un sujet brûlant de nos jours. Beaucoup affirment que l'industrie est devenue extrêmement concentrée sur ces deux éléments, tandis que d'autres considèrent qu'ils constituent toujours deux des composants les plus importants du processus. Dans tout processus industriel, la précision et l'exactitude sont incontestablement importantes. Plusieurs considérations, telles que la vitesse, l'efficacité et le coût, doivent être prises en compte. Pour obtenir les meilleurs résultats potentiels, il est essentiel de trouver un équilibre entre tous ces aspects.
