L'usinage CNC (Computer Numerical Control) est un processus de fabrication de haute précision qui utilise des programmes informatiques pour contrôler les machines-outils afin de découper automatiquement des pièces en métal ou en plastique. Ses principaux avantages résident dans sa grande précision, sa grande efficacité et sa forte répétabilité.
Vous trouverez ci-dessous une introduction détaillée aux étapes d'exécution standard de Usinage CNC:
Conception de produits et modélisation 3D (conception et modélisation CAO)
Concevoir des modèles de pièces tridimensionnelles à l'aide d'outils professionnels CAD logiciel (par exemple, SolidWorks, AutoCADou CATIA);
Définir les dimensions critiques, les tolérances, les spécifications des filets, les chanfreins et les exigences d'ajustement ;
Exporter des fichiers dans des formats standard tels que .STEP, .IGES, ou .DXF;
Incorporer des tolérances d'usinage lors de la conception afin de garantir la stabilité du processus.
Objectif : Générer des modèles 3D conformes aux normes d'ingénierie fournissant des données précises pour la programmation et la planification des processus.
Planification des processus et programmation FAO
Importer des modèles CAO dans CAM (par exemple, Mastercam, Fusion 360, UG NX) ;
Sélectionnez le type de machine-outil (par exemple, 3 axes, 4 axesou 5 axes machine CNC) ;
Régler les outils de coupe, la vitesse de rotation (RPM), l'avance et la profondeur de coupe ;
Simuler les trajectoires des outils pour éviter les interférences ou les collisions ;
Sortie Code G et Code M-instructions de contrôle reconnaissables par la machine.
Objectif : Convertir les dessins de conception en programmes d'usinage exécutables pour un traitement précis et efficace.
Réglage de la machine et montage de la pièce
Choisir les outils (fraises, forets, tarauds, etc.) et les montages (étaux, mandrins magnétiques, gabarits, etc.) appropriés ;
Fixez solidement la pièce à travailler sur la table de travail afin de maintenir un positionnement stable ;
Étalonner la longueur de l'outil, les points de réglage de l'outil et établir l'origine des coordonnées de la pièce ;
Inspecter l'état de la machine : liquide de refroidissement, lubrifiant, pression d'air, alimentation électrique et dispositifs de sécurité.
Objectif : Veiller à ce que l'équipement soit dans un état optimal afin d'éviter les écarts dimensionnels causés par des erreurs de serrage ou des dysfonctionnements de l'équipement.
Essai et simulation
Effectuer une marche à blanc pour vérifier les parcours d'outils ;
Simuler le processus d'usinage à l'aide de la simulation FAO ou du système de commande de la machine ;
Vérifier les erreurs de programme, les collisions d'outils ou les violations des limites de la trajectoire ;
Effectuer des coupes d'essai sur les zones d'usinage critiques pour valider les dimensions et la qualité de la surface.
Objectif : Prévenir les collisions d'outils et le gaspillage de matériaux, en garantissant la sécurité et la fiabilité du programme.
Usinage brut
Enlever rapidement l'excès de matière de l'ébauche en utilisant des vitesses d'avance et des profondeurs de coupe plus importantes ;
Utiliser des outils résistants à l'usure (par exemple, des outils en carbure) pour améliorer l'efficacité ;
Conserver une petite marge de manœuvre pour les opérations ultérieures de semi-finition ;
Surveiller l'usure de l'outil et les changements de température de la pièce pendant l'usinage.
Objectif : Établir rapidement le contour général de la pièce, ce qui constitue une base stable pour les opérations de finition ultérieures.
Semi-finition et finition
Ajuster les paramètres de coupe et utiliser des outils de haute précision pour la correction des dimensions ;
L'accent est mis sur l'usinage des surfaces critiques, des trous d'accouplement et des zones de haute précision ;
Éliminer les bavures et chanfrein la rectification des arêtes des pièces vers la fin de l'usinage ;
Contrôler les tolérances dimensionnelles dans le cadre des spécifications de conception ;
La finition utilise généralement des vitesses d'avance plus faibles et des profondeurs de coupe plus petites ;
S'assurer que la rugosité de la surface répond aux exigences de conception (par exemple, Ra ≤ 0,8μm).
Les pièces usinées post-CNC doivent être ébarbées selon les normes de l'Union européenne. ISO 13715 normes :
Hauteur de la bavure de la surface fonctionnelle ≤ 0,05 mm
Les surfaces de montage nécessitent des chanfreins de C0,3 à 0,5 mm.
Le meulage automatisé utilise des robots à 6 axes + des têtes de meulage en nylon (3000 tr/min)
Objectif : Obtenir une grande précision dimensionnelle et une finition de surface lisse.
Usinage par décharge électrique (EDM)
Dans l'usinage CNC, l'électroérosion est un processus essentiel pour traiter les matériaux à haute dureté (HRC 50+) et les cavités complexes. Il permet également d'éliminer l'excès de matière des pièces fraisées afin d'éviter leur déformation :
Electro-érosion à fil rapide: Utilise des électrodes en fil de molybdène (0,18 mm de diamètre), vitesse de coupe 8-12 m/s, précision ±0,03 mm, convient à l'usinage grossier des moules et aux pièces de faible précision.
Electro-érosion à fil moyen: Emploie une technologie de coupe à passages multiples, permettant d'atteindre une précision de ±0,005 mm et une rugosité de surface Ra1,6μm, répondant ainsi aux exigences des pièces de précision.
Inspection et contrôle de la qualité
Les mesures post-usinage sont effectuées à l'aide d'outils spécialisés :
Pieds à coulisse, micromètres, jauges de profondeur (pour une inspection rapide)
Machine à mesurer de coordonnées (CMM) (contrôle dimensionnel de haute précision)
Testeur de rugosité de surface (mesure de la valeur Ra)
Contrôles de la précision géométrique (perpendicularité, concentricité, planéité, etc.)
Les résultats des inspections sont documentés et archivés ; les paramètres du processus sont ajustés rapidement en cas d'écarts.
Objectif : S'assurer que chaque pièce respecte les exigences de tolérance et les normes du client (par ex, ISO 2768).
Post-traitement et finition
Éliminer manuellement les bavures dans les zones inaccessibles aux outils de meulage et nettoyer les pièces ;
Effectuer les traitements de surface nécessaires :
Polissage, sablage, anodisation, galvanoplastie, passivationetc ;
Marquer les numéros de pièces ou les graver au laser ;
Protéger l'emballage pour éviter les dommages dus au transport.
Objectif : Améliorer l'aspect du produit, sa résistance à la corrosion et ses performances fonctionnelles.
Retour d'informations et optimisation des processus
Stocker les paramètres d'usinage, la durée de vie des outils et les données d'inspection ;
Résumer l'expérience acquise en matière d'optimisation des trajectoires d'outils, de la conception des montages ou des paramètres de coupe ;
Établir une base de données normalisée sur l'usinage CNC ;
Fournir des solutions de processus reproductibles et traçables pour des pièces similaires.
Objectif : Améliorer en permanence la cohérence et l'efficacité de la production.
Résumé
Usinage CNC est une technologie de fabrication de précision hautement automatisée où chaque étape - de la modélisation de la conception à l'optimisation de l'inspection - a un impact direct sur la qualité des pièces et l'efficacité de la production.
Grâce à des processus normalisés, à une programmation scientifique et à une inspection rigoureuse, elle atteint un niveau élevé de précision, de stabilité et de cohérence dans les résultats de production. Si vous avez des composants usinés par CNC à produire, contactez Weldo Usinage pour le dernier devis.
