L'équipe Xtmade fait le point sur les enjeux techniques liés à l'usinage CNC

Le secteur de l'usinage CNC doit relever des défis tels que les techniques de coupe, l'usure des outils, la précision des machines-outils et les changements de matériaux. Les techniciens doivent tirer les leçons de leur expérience, se former aux nouvelles technologies, à l'analyse des données et à l'optimisation, et développer leur esprit d'équipe afin d'améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits, et de favoriser le développement du secteur. Face aux problèmes courants rencontrés dans le secteur de l'usinage, les techniciens doivent adopter une approche systématique pour relever ces défis et garantir une amélioration continue de l'efficacité de la production et de la qualité. Cet article présente un résumé des problèmes courants et des solutions proposées par les opérateurs et ingénieurs spécialisés en usinage CNC de Xtmade.

Séquence générale d'usinage CNC

Dans le secteur de l'usinage CNC, l'ordre des opérations revêt une importance capitale. Il est étroitement lié à l'assurance qualité du produit. Si une seule étape n'est pas respectée, cela peut facilement entraîner des pertes considérables. Dans les cas les plus graves, les pièces doivent être réusinées et les produits usinés en premier sont mis au rebut. L'usinage de précision en fait partie. Quelle est donc cette séquence ?

1. L'organisation de la séquence d'usinage de précision doit tenir compte de la structure des pièces et de l'état de l'ébauche, ainsi que des besoins en matière de positionnement et de serrage. L'essentiel est de ne pas compromettre la rigidité de la pièce.

(1) L'usinage de l'étape précédente ne doit pas avoir d'incidence sur le positionnement et le serrage de l'étape suivante. Si des opérations d'usinage de précision générales interviennent entre les deux, elles doivent également être prises en compte de manière globale.

(2) Il convient de réaliser d'abord l'usinage de la forme intérieure et de la cavité intérieure, puis de procéder à l'usinage de la forme extérieure.

(3) Les opérations présentant le même positionnement, le même mode de serrage ou le même outil sont de préférence regroupées afin de réduire le nombre de positionnements répétés, de changements d'outils et de déplacements du plateau.

(4) Lorsque plusieurs opérations sont réalisées au sein d'une même installation, il convient de privilégier en premier lieu celle qui porte le moins atteinte à la rigidité de la pièce. Usinage de pièces de précision

2. La méthode de tri centralisé des outils consiste à diviser le processus en fonction des outils utilisés, puis à employer un même outil pour usiner toutes les parties pouvant être usinées sur la pièce. On utilise ensuite les deuxième et troisième outils pour usiner les autres parties qu’ils permettent de traiter. Cela permet de réduire le nombre de changements d’outils, de réduire les temps morts et de limiter les erreurs de positionnement inutiles.
3. La méthode de tri basée sur les parties à usiner. Pour les pièces nécessitant un usinage important, celles-ci peuvent être divisées en plusieurs parties en fonction de leurs caractéristiques structurelles, telles que la forme interne, la forme externe, les surfaces courbes ou planes. En règle générale, les surfaces planes et de positionnement sont usinées en premier, puis les perçages ; les formes géométriques simples sont usinées en premier, puis les formes géométriques complexes ; les pièces nécessitant une précision moindre sont usinées en premier, puis celles présentant des exigences de précision plus élevées. Il s’agit là de l’ordre d’usinage des pièces de précision. Vous devez respecter ces étapes lors de l’usinage, ce qui réduira considérablement vos risques d’usinage.

Exigences techniques pour l'usinage CNC de précision

Si vous souhaitez usiner des pièces de précision, vous devez bien connaître les exigences techniques applicables afin de produire des pièces mécaniques conformes aux spécifications. Quelles sont donc les exigences techniques relatives à l'usinage de précision des pièces mécaniques ? Vous trouverez ci-dessous un résumé des points clés et des exigences en la matière.

Usinage des contours des pièces

1. La tolérance dimensionnelle des pièces non marquées doit être conforme aux exigences de la norme GB1184-80.
2. La tolérance admissible pour les dimensions de longueur non marquées est de ±0,5 mm.
3. Le rayon des congés non indiqués est R5.
4. Tous les chanfreins non indiqués sont de type C2.
5. Les angles vifs sont adoucis.
6. Les arêtes vives sont émoussées afin d'éliminer les bavures et les excès de matière.

Traitement de surface des pièces

1. La surface traitée des pièces ne doit présenter aucune rayure, éraflure ou autre défaut susceptible d'endommager cette surface.
2. La surface du filetage usiné ne doit présenter aucun défaut tel que des traces noires, des bosses, des déformations aléatoires ou des bavures. Toutes les pièces en acier devant être peintes doivent être exemptes de rouille, de calamine, de graisse, de poussière, de saleté, de sel et d'impuretés avant la peinture.
3. Avant de procéder au dégrossage, utilisez des solvants organiques, une solution alcaline, un émulsifiant, de la vapeur, etc. pour éliminer la graisse et les salissures présentes à la surface des pièces en acier.
4. Le délai entre le traitement de la surface à peindre (après grenaillage ou élimination manuelle de la rouille) et l'application de l'apprêt ne doit pas dépasser 6 heures.
5. Les surfaces des pièces rivetées qui sont en contact les unes avec les autres doivent être recouvertes d'une peinture antirouille d'une épaisseur comprise entre 30 et 40 μm avant l'assemblage. Les bords qui se chevauchent doivent être colmatés à l'aide de peinture, de mastic ou d'adhésif. L'apprêt endommagé lors de l'usinage ou du soudage doit être repeint.

Traitement thermique des pièces

1. Après trempe et revenu, HRC 50 à 55.
2. Acier à teneur moyenne en carbone : les pièces en 45 ou 40Cr sont soumises à une trempe à haute fréquence, puis revenues à une température comprise entre 350 et 370 °C, pour une dureté HRC de 40 à 45.
3. Profondeur de cémentation : 0,3 mm.
4. Traitement de vieillissement à haute température.

Exigences techniques pour l'usinage de précision

1. Une fois les travaux terminés, les pièces ne doivent pas être posées directement au sol ; il convient de prendre les mesures de soutien et de protection nécessaires.
2. La surface usinée ne doit présenter ni rouille ni défauts tels que des bosses ou des rayures susceptibles d'affecter les performances, la durée de vie ou l'aspect.
3. La surface issue du processus de finition par laminage ne doit pas présenter de décollement après le laminage.
4. Après le traitement thermique final, la surface des pièces ne doit pas présenter de calamine d'oxyde. La surface d'accouplement et la surface dentée, après finition, ne doivent pas présenter de traces de recuit.

Traitement d'étanchéité des pièces

1. Chaque joint doit être trempé dans de l'huile avant le montage.
2. Vérifiez minutieusement et éliminez les arêtes vives, les bavures et les corps étrangers restés sur les pièces lors de leur usinage avant l'assemblage. Veillez à ce que le joint ne soit pas rayé lors de son installation.
3. Une fois le collage terminé, retirez l'excédent de colle qui s'est écoulé.

Exigences techniques relatives au matériel

1. Une fois l'engrenage assemblé, les points de contact et le jeu latéral de la surface des dents doivent être conformes aux dispositions des normes GB10095 et GB11365.
2. La face d'extrémité de référence de l'engrenage (engrenage à vis sans fin) doit s'ajuster contre l'épaulement de l'arbre (ou la face d'extrémité du manchon de positionnement) ; il convient d'utiliser une jauge d'épaisseur de 0,05 mm pour vérifier qu'elle ne s'enfonce pas. Il convient de s'assurer que la face d'extrémité de référence de l'engrenage est bien perpendiculaire à l'axe.
3. La surface de joint entre le carter d'engrenages et le couvercle doit présenter un bon contact.

Cahier des charges du processus d'usinage CNC

Pour Procédé d'usinage CNC Conformément à la spécification, les techniciens déterminent le processus à adopter en fonction de la quantité de produits, de l'état des équipements et des compétences des opérateurs, puis consignent ces informations dans un document appelé « spécification de processus ». Afin de faciliter la préparation, l'exécution et la gestion organisationnelle de la production de la spécification de processus, le processus doit être divisé en unités à différents niveaux. Il s'agit du processus, de l'installation, du poste, de l'étape de travail et de la trajectoire d'outil. Parmi ceux-ci, le processus constitue l'unité de base du processus global. Le processus d'usinage des pièces se compose de plusieurs processus. Vous trouverez ci-dessous une description complète du déroulement du processus d'usinage CNC, synthétisée par l'équipe Xtmade.

Processus

On appelle « processus » la partie de l'opération qu'un ouvrier (ou un groupe d'ouvriers) effectue de manière continue sur une (ou plusieurs) pièce(s) à un poste de travail (ou sur une machine-outil). La distinction entre les différents processus repose sur le fait que le poste de travail change ou non et que l'opération soit continue ou non.
Par exemple : lors de l'usinage d'un lot d'arbres sur un tour, chaque arbre peut être dégrossi puis fini en continu, ou bien l'ensemble du lot peut d'abord être dégrossi, puis fini les uns après les autres.
Dans le premier cas, l'usinage ne comprend qu'une seule opération ; dans le second cas, en raison de l'interruption de la continuité du processus d'usinage, bien que l'usinage soit effectué sur la même machine-outil, il s'agit alors de deux opérations distinctes. L'opération est l'unité de base du processus et l'unité de base du plan de production.

Installation

Dans le processus d'usinage, l'opération consistant à serrer la pièce dans une position correcte sur la machine-outil ou dans le dispositif de fixation est appelée « serrage ». Il arrive parfois que la pièce doive être serrée à plusieurs reprises sur la machine-outil pour mener à bien les opérations d'une étape. Le terme « installation » désigne la partie du processus réalisée après le premier serrage de la pièce.
Par exemple, lors de l'usinage d'un arbre sur un tour, on usine d'abord une partie de la surface à partir d'une extrémité, puis on retourne la pièce et on usine l'autre extrémité. Dans ce cas, le processus comprend deux mises en place.

Poste de travail

Lorsqu'on utilise un dispositif de transfert (ou de déplacement), un plateau rotatif ou une machine-outil multiaxiale pour l'usinage, la pièce est serrée une seule fois sur la machine-outil, puis usinée successivement dans plusieurs positions. La partie du processus réalisée à chaque position occupée par la pièce sur la machine-outil est appelée « poste de travail ».

En termes simples, on appelle « poste de travail » la partie du processus qui s'achève lorsque la pièce à usiner occupe une position d'usinage par rapport à la machine-outil ou à l'outil.

Étape de travail

À condition que la surface d'usinage, l'outil de coupe, la vitesse de coupe et la vitesse d'avance restent inchangées, la partie du processus qui s'effectue de manière continue est appelée “ étape d'usinage ”. En production, on parle souvent d'« avance ».
Afin d'améliorer la productivité, l'opération consistant à utiliser plusieurs outils pour usiner simultanément plusieurs surfaces est appelée « opération composite » ; celle-ci peut également être considérée comme une seule et même opération.

Passage d'outil

La partie de l'opération réalisée par l'outil d'usinage sur la surface à usiner est appelée « passe d'outil ».
Par exemple, si la couche métallique à découper sur une pièce d'arbre est très épaisse, il faut procéder à plusieurs découpes. Dans ce cas, chaque découpe est appelée « passe d'outil ». Ainsi, à vitesse de coupe et à vitesse d'avance constantes, l'outil effectue un mouvement d'avance appelé « passe d'outil ».

Résumé

En raison de la complexité de l'usinage CNC (notamment les différentes machines-outils, les différents matériaux, les différents outils, les différentes méthodes de coupe, les différents réglages de paramètres, etc.), il faut beaucoup de temps pour atteindre un certain niveau lorsqu'on se lance dans l'usinage CNC (qu'il s'agisse de l'usinage ou de la programmation). Cet article présente une synthèse des connaissances et de l'expérience acquises en matière de technologie et de procédures d'usinage CNC, etc., rassemblées par l'équipe d'ingénieurs et d'opérateurs de xtmade au cours d'un long processus de production réel. Il peut vous servir de référence.

Travailler avec Xtmade

Vous trouverez ci-dessus les points clés relatifs aux techniques d'usinage, synthétisés par l'équipe d'ingénieurs et d'opérateurs de Xtmade. Si vous avez besoin d'un usinage CNC, notre équipe d'experts peut examiner avec vous les plans de conception de vos pièces et vous aider à choisir le procédé le mieux adapté à votre projet. En tant que partenaire de confiance dans le domaine de l'usinage CNC, Xtmade propose également des services d'usinage CNC de haute qualité grâce à un parc de machines comprenant des défonceuses, des tours, des perceuses et des fraiseuses. Contactez-nous dès aujourd'hui pour démarrer votre projet. Rendez-vous sur notre centre de ressources pour en savoir plus sur l'usinage CNC, notamment pour découvrir des conseils visant à réduire les coûts et les meilleures pratiques en matière de conception.