Être confronté à des bavardages lors des opérations d'usinage peut constituer un véritable casse-tête, entraînant des délais et des coûts supplémentaires pour les fabricants.
Voulez-vous savoir comment éviter ce problème ?
Il est temps de comprendre le bavardage dans l'usinage et de trouver des moyens efficaces pour le réduire ou l'éviter.
Dans ce guide, nous discutons des causes du broutage lors de l'usinage et recommandons des stratégies pour l'éviter ou le réduire. Nous discutons également des meilleures pratiques de configuration et de fonctionnement qui doivent être suivies pour réduire le risque de broutage lors de toute opération d'usinage.
Grâce à ces informations, vous serez mieux équipé pour optimiser les configurations de votre machine et garantir des temps de cycle rapides et des pièces de haute qualité à chaque opération.
Qu’est-ce que le bavardage dans l’usinage ?
Le broutage en usinage est un type de vibration ou d'oscillation qui se produit normalement lors des opérations de fraisage, de perçage ou de meulage. Les machinistes qualifient généralement le broutage de « coupe sensible » ou de « résonance ». Lorsqu'il se produit, les machines produisent un son aigu et plaintif, et les bandes de copeaux générées par l'outil sont épaisses et instables.
Le broutage peut entraîner une mauvaise finition de surface, des profondeurs de coupe inégales et même des outils entaillés. Dans les cas graves, cela peut provoquer une panne catastrophique de la machine elle-même.
Le broutage est causé par un déséquilibre entre les forces de coupe poussant sur la pièce et les moments créés par les forces de coupe mesurées à distances égales.
L'énergie créée par ce déséquilibre se duplique régulièrement, provoquant des ondes de résonance qui vibrent entre ces deux points d'inertie, entraînant une oscillation harmonique forcée connue sous le nom de bavardage.
La vitesse et l'intensité de cette vibration dépendent de nombreux facteurs, tels que le type de matériau usiné, la vitesse d'avance, le degré de rigidité de la machine et la conformité de l'outil de coupe utilisé pour les opérations de fabrication.
Il est important que les machinistes comprennent comment identifier les causes potentielles de broutage et comment les atténuer avant qu'une panne catastrophique ne se produise.
Voici quelques solutions courantes souvent utilisées pour réduire ou éliminer les vibrations lors du fraisage et du perçage :
- Réglage des régimes de broche
- Optimisation des paramètres de fonctionnement
- Utilisez des configurations plus robustes avec des outils plus robustes, tels que des broches plus solides sur des cadres rigides
- Augmentation de la profondeur de coupe ou de la charge de copeaux
- Équilibrage des outils de coupe avant l'installation
- Lubrifier toutes les pièces mobiles adaptées aux matériaux à usiner
Types de bavardages dans l’usinage
Dans l'usinage CNC, il existe principalement deux formes de bavardage que vous pouvez rencontrer. Certains d'entre eux sont les suivants :
Discussion sur les outils
En règle générale, des vibrations se produisent lors des opérations de coupe à l'aide de fraises CNC. Ils commencent à tailler et, à mesure que la vibration est transférée à la pièce, ils ajoutent différentes fonctionnalités. De ce fait, l’instrument et la pièce commencent à glisser l’un contre l’autre, ce qui rend le bruit plus fort.
Bavardage de la pièce
Si vous posez la pièce à usiner de manière incorrecte sur la table de travail de la fraiseuse, des décalages et des vibrations peuvent se produire. En conséquence, la paroi fine de la pièce peut commencer à trembler lorsqu'elle se déplace vers l'outil de coupe.
Il est important de garder à l'esprit que certains bavardages sont souvent difficiles à éviter. La surface de votre pièce peut être rayée si les vibrations pendant le fraisage sont supérieures à 100 µm. Cependant, si vous vous souciez de la qualité de votre production, vous devriez probablement penser à faire quelque chose pour éliminer les bavardages entre l'outil et la pièce.
Ci-dessous, nous allons passer en revue quelques stratégies pour réduire le bavardage.
Causes du bavardage dans l’usinage
Le broutage lors de l'usinage est un type de vibration qui se produit lors des opérations de coupe du métal, entraînant une mauvaise finition de surface et une durée de vie réduite de l'outil. Bien que le bavardage puisse être difficile à détecter car il est imprévisible et de très courte durée, les bonnes techniques d'analyse et de prévention peuvent aider à le réduire, voire à l'éliminer.
Le broutage est généralement causé par l’instabilité du processus de coupe. Cela peut provenir de divers facteurs, notamment l'usure ou la déviation de l'outil due à des vitesses d'avance ou des forces de coupe élevées, une arête de coupe ou une forme de dent déséquilibrée en raison d'angles de meulage inappropriés ou d'une longueur de goujure inégale, un débit de liquide de refroidissement insuffisant, des techniques de serrage de pièce incorrectes, une rigidité inadéquate de la machine, et des conditions de broyage de matériaux non symétriques.
Le broutage de l'outil peut en outre être affecté par son angle de coupe, son rayon de nez et son angle de dépouille, ainsi que par la composition du matériau de la pièce à usiner. L'usure des outils peut également être un facteur contribuant au broutage et ne doit pas être ignorée trop longtemps car elle viole la condition des opérations d'usinage stables.
Si les conditions d'usinage restent inchangées pendant une longue période après la première utilisation d'un nouvel outil, des vibrations peuvent se produire en raison d'une usure excessive de la surface de l'outil qui présente désormais un tranchant ou une forme de dent déséquilibrée par rapport à avant la première utilisation.
Il est donc important de vérifier régulièrement les outils pendant leur utilisation et de les comparer aux tolérances acceptées, telles que décrites dans diverses instructions de normes d'usinage, telles que les directives du code de forme de désignation d'outil ISO 13399 niveau 1A.
Un bon entretien de l'outillage est essentiel pour éviter les fausses indications causées par des changements de géométrie supplémentaires sur l'arête de coupe qui pourraient autrement conduire à des vibrations excessives pendant les opérations d'usinage, ce qui pourrait entraîner des vibrations à chaque coupe effectuée sur le matériau de la pièce en cours de traitement.
Effets du bavardage sur l'usinage
Le broutage est un phénomène indésirable et parfois dangereux lors de l'usinage, qui peut entraîner une finition de surface inférieure, le rejet de la pièce, la casse de l'outil et une augmentation du bruit de la machine. Alors, qu’est-ce que le bavardage exactement, quelles en sont les causes et que peut-on faire pour l’éliminer ?
Le broutage est une oscillation de l'outil de coupe sur la surface du matériau qui résulte de divers problèmes au sein du processus d'usinage. Cela se produit en raison de la nature dynamique des forces de coupe agissant sur l'outil, résultant d'interactions périodiques entre les conditions de la machine et la géométrie de la pièce.
Les effets courants du bavardage comprennent :
- Désalignement entre l'outil de coupe et la pièce à usiner.
- Un mauvais équilibre de la broche ou des perturbations de sa vitesse de rotation sont causés par des facteurs externes tels que les courants d'air.
- Les imperfections de la géométrie de l'outil, telles qu'un angle de coupe ou une uniformité atypique, peuvent également entraîner des vibrations ou une déviation de l'outil sous des forces de coupe élevées.
Il existe plusieurs façons de réduire les vibrations lors des opérations d'usinage, qui seront abordées ci-dessous.
Stratégies pour éviter ou réduire les bavardages lors de l'usinage
Le broutage est un problème courant et potentiellement destructeur qui peut avoir un impact sur le processus d'usinage. Généralement provoqués par un outil de coupe déséquilibré, les vibrations produisent une vibration indésirable dans la pièce et dans l'outil de coupe pendant la coupe. En cas de broutage, la durée de vie de l'outil et la qualité des pièces peuvent être affectées négativement.
Afin de réduire ou d’éliminer le bavardage, plusieurs stratégies peuvent être employées, telles que :
- Vitesse de réglage : En ralentissant le régime de la broche et en diminuant la profondeur de coupe, vous pouvez contribuer à réduire les vibrations.
- Ralentir les taux d'accélération : La diminution des taux d'accélération peut aider à minimiser les vibrations lors du démarrage d'un cycle d'usinage et de la transition entre les passes sur un axe différent.
- Utilisation de différentes vitesses ou avances de coupe : En utilisant deux vitesses ou avances différentes sur les côtés opposés de l'outil, un mouvement asynchrone est créé, ce qui contribue à amortir les vibrations produites par d'autres sources, telles que les moteurs d'entraînement ou la flexion du châssis de la machine.
- Utiliser des techniques d'équilibrage pour les outils eux-mêmes, telles que les techniques d'équilibrage du régime du nez de gang : Cette stratégie réduit les vibrations de l'outil en neutralisant les forces de surface provenant d'outils de coupe déséquilibrés, en particulier ceux comportant plusieurs lames dans leur composition.
- Tenir compte d'autres domaines pouvant contribuer au broutage, notamment la rigidité des pinces de serrage, les caractéristiques structurelles des composants de la machine, un alignement angulaire incorrect des broches par rapport aux axes XYZ, etc. : Tout comme les découvertes contribuant aux sources de bruit des machines dans d’autres industries (construction automobile, par exemple), une réflexion sur tous les aspects de la conception des machines-outils peut souvent donner lieu à des solutions auparavant imprévues par les machinistes, les opérateurs et les ingénieurs !
- Vérifiez régulièrement l'alignement de la machine et assurez-vous que votre broche est bien équilibrée : Inspectez les deux roulements de broche pour vous assurer qu'ils ne sont pas surmenés ou sujets à une défaillance prématurée en raison d'une lubrification défectueuse ou d'une accumulation de contaminants.
- En outre, faites attention aux conditions extérieures à votre atelier : Prenez les mesures appropriées pour réduire les vibrations causées par des températures extérieures rigoureuses, des conditions météorologiques, etc., car celles-ci peuvent toutes conduire à une mauvaise stabilité de coupe sur n'importe quelle fraise ou fraiseuse.
Sélection et configuration des outils pour éviter ou réduire les bavardages
L'une des étapes les plus importantes dans la mise en place d'une opération d'usinage est outil sélection et configuration. Lorsqu'il s'agit de réduire ou d'éliminer le broutage, la sélection et la configuration des outils peuvent faire une grande différence. Le tranchant doit être tranchant, propre, de forme et de taille appropriées, correctement durci et meulé pour s'adapter à l'application.
Les angles de coupe doivent être positifs pour garantir un bon écoulement des copeaux. Il est important de s'assurer que l'outil a le bon angle d'hélice s'il est utilisé pour des opérations à grande vitesse afin d'avoir une évacuation efficace des copeaux entre les cannelures.
Dans la mesure du possible, un système anti-vibration doit être adopté pour amortir les vibrations dues aux vitesses/avances élevées utilisées pendant les opérations d'usinage. Une telle approche implique l’utilisation d’amortisseurs de vibrations « passifs » tels que le caoutchouc de molybdène au lieu d’outils de coupe en métal solide ou de matériaux plus lourds, sensibles aux fréquences de vibration.
Les employés doivent également être formés aux techniques d'usinage appropriées qui peuvent aider à réduire le broutage des roues/outils tout en garantissant un environnement de travail sûr à chaque étape du processus.
Il est également important de prendre en compte la dynamique de la machine lors de la configuration d'une opération, telle que l'étanchéité mécanique et le jeu des pièces de la machine, les caractéristiques de mouvement de la broche, ainsi que les paramètres de gib qui déterminent les mouvements de remplacement des composants ou de changement entre les pièces une fois le cycle d'usinage terminé. appelée précision de positionnement.
Afin de réduire les vibrations et de maintenir l'uniformité lors des opérations impliquant des processus en plusieurs parties à des fins de génération de modèles/prototypes cohérents.
D'une manière générale, le serrage des vis aidera à éviter les vibrations excessives pendant l'usinage. Cela permet de garder le bavardage sous contrôle ; cependant, trop de force appliquée peut causer plus de tort que de bénéfice. Ainsi, les quantités correctes doivent être testées/trouvées avec des jauges d'épaisseur métalliques selon les dimensions de la pièce à usiner avant de les appliquer directement sur les broches et autres structures de lit en plastique dans les machines, respectivement.
Ainsi, aucune forme de déformation sur les lits ne se produit, provoquant des problèmes lors de l'ajustement dans les pinces appropriées et lors de l'exécution des tâches liées aux tâches qui y sont liées, induisant par la suite des dommages aux outils métalliques coûteux et à la géométrie de coupe en conséquence, conduisant à des produits finis rejetés insatisfaisants créés. au hasard.
Le but ultime est de pouvoir :
- Créez des pièces impeccables à chaque fois avec un minimum de temps d'arrêt et des taux de rebut inférieurs.
- Lorsque cela est nécessaire, des questions se posent auxquelles il faut répondre rapidement et dans le respect de toutes les normes et délais. Par ailleurs, la question à laquelle il faut répondre rapidement est la satisfaction du client.
- Ainsi, le maintien d’une excellente réputation a été maintenu avec fierté, s’écartant finalement des probabilités de défaillance du produit et les remplaçant complètement.
- En outre, maintenir soigneusement, fréquemment et fidèlement les certitudes de référence antérieures.
- Obtenir une couverture de garantie avec assurance
- L'envoi régulier a été délectable et d'une beauté incomparable.
- Exécuter décemment les nécessités requises
- Veiller à ce que les réussites soient construites de manière fantastique en permanence.
Avantages d'éviter ou de réduire les bavardages lors de l'usinage
Le broutage, parfois appelé « vibration », est un phénomène indésirable qui se produit dans les processus d'usinage tels que le fraisage, le perçage et le tournage. Il a de nombreux effets négatifs sur la pièce finie, car il peut provoquer des problèmes de finition de surface en raison de la déflexion de l'outil et entraîner une mauvaise précision de la pièce en raison du broutage. Le rendement de la production est également affecté car la productivité est réduite en cas de broutage. Dans les cas extrêmes, le composant peut être complètement mis au rebut en raison du broutage.
Les avantages de réduire ou d’éviter les vibrations dans les processus d’usinage sont nombreux. Il permet une finition de surface plus lisse sur les composants et une précision améliorée des pièces, ce qui se traduit par une qualité de produit plus constante et une plus grande satisfaction du client.
De plus, il réduit la déviation de l'outil et diminue les temps de cycle, ce qui contribue à augmenter la productivité et à réduire les coûts globaux associés aux opérations d'usinage.
De plus, une usure moindre des outils résiste aux défaillances liées à l'usure, tandis qu'une durée de vie plus longue des outils entraîne des coûts de remplacement d'outils moins fréquents, ce qui peut finalement réduire les temps d'arrêt lors des activités de maintenance périodique.
Dans l’ensemble, réduire ou éviter les vibrations lors des opérations d’usinage présente à la fois des avantages immédiats, tels qu’une productivité améliorée et des économies de coûts. En tant que tel, cela devrait être une priorité pour les équipes de production qui s'efforcent de fournir des pièces de haute qualité livrées à des niveaux de coûts efficaces, ce qui entraînera à terme une plus grande satisfaction des clients et des gains d'efficacité dans l'ensemble de leurs opérations.
Foire Aux Questions (FAQ)
Quelles sont les causes du broutage lors de l’usinage ?
Divers facteurs peuvent contribuer au broutage lors de l'usinage, notamment la conception de l'outil, les conditions de coupe et la rigidité de la machine-outil.
Quelles sont les conséquences du broutage en usinage ?
Le broutage qui se produit lors de l'usinage peut avoir des conséquences importantes, notamment une réduction de la durée de vie de l'outil, une augmentation du temps de cycle et une réduction de la qualité des composants.
Comment la rigidité de la machine-outil peut-elle contribuer à éviter les vibrations lors de l'usinage ?
Le broutage est moins susceptible de se produire sur une machine-outil présentant un degré de rigidité plus élevé, car elle est mieux adaptée pour supporter les forces de coupe créées pendant le processus d'usinage.
Comment les paramètres de coupe peuvent-ils aider à éviter les vibrations lors de l'usinage ?
Lors de l'usinage, la meilleure façon de minimiser les vibrations est d'ajuster les paramètres de coupe tels que l'avance, la vitesse de coupe et la profondeur de coupe jusqu'à ce qu'ils soient optimaux.
Quelles sont les techniques de contrôle actif ou passif des vibrations permettant de réduire les vibrations lors de l'usinage ?
L'analyse modale et l'utilisation de matériaux amortisseurs sont deux exemples d'approches de contrôle actif et passif des vibrations qui peuvent être utilisées pour réduire les vibrations lors de l'usinage. Ces deux techniques peuvent être appliquées de manière active ou passive.
Comment le broutage varie-t-il en fonction du type d’opération d’usinage effectué ? (h3)
Étant donné que les vitesses de coupe impliquées dans les opérations de fraisage et de tournage à grande vitesse sont bien supérieures à celles impliquées dans les procédures d'usinage classiques, le broutage peut constituer un aspect particulièrement problématique de ces processus.
Quelles sont les bonnes pratiques pour éviter ou réduire les vibrations lors de l'usinage ? (h3)
Changer la géométrie de coupe, utiliser une machine-outil avec un degré de rigidité plus élevé, optimiser les paramètres de coupe et appliquer des techniques de contrôle actif ou passif des vibrations sont quelques-unes des meilleures pratiques qui peuvent être utilisées en usinage pour éviter ou réduire les vibrations.
Conclusion
En résumé, le broutage lors de l'usinage est causé par diverses vibrations qui peuvent se produire pendant le processus de coupe et peuvent avoir des effets néfastes sur la productivité et la précision. Le moyen le plus efficace de réduire ou d’éviter le bavardage est de prendre des mesures pour l’empêcher de se produire.
Cela peut inclure:
- Sélection d'un matériau d'outil tranchant avec un faible angle de coupe ;
- Augmenter la rigidité de l'outil en utilisant un porte-outil plus rigide et en augmentant la vitesse de broche ;
- Installation de contrepoids, de matériaux amortisseurs et de dispositifs de réglage de fréquence le long des rails de la machine-outil
- Utiliser des méthodes de contrôle actif telles que l’amortissement actif des vibrations ;
- Maintenir la stabilité de la machine grâce à un entretien et une lubrification appropriés ;
- Équilibrer le poids de la pièce avec des supports ou des accessoires supplémentaires ;
- Utiliser des outils à plusieurs tranchants ou des outils à pointe allongée ;
- Profitez des fonctionnalités modernes du logiciel de FAO qui réduisent les perturbations indésirables lors de l'usinage.
Le respect de ces méthodes entraînera une augmentation du temps de production résultant d’une réduction des vibrations de coupe.
