Différence entre exactitude et précision dans l'usinage de production

Depuis l'avènement des machines à commande numérique par ordinateur (CNC), les processus d'usinage sont devenus bien meilleurs et plus faciles à gérer. Les fabricants ont eu recours à ces outils soustractifs pour fabriquer diverses sorties personnalisées avec moins de tolérance aux erreurs.

En fait, les machines CNC répondent aux deux principales normes de qualité de l'usinage de production :la précision et l'exactitude. Même ainsi, la plupart des gens utilisent ces termes de manière interchangeable alors qu'ils ont des variations essentielles. Par conséquent, cet article examine en détail la différence entre exactitude et précision dans l'usinage de production.

Quelle est la définition de la précision ?

La précision est une métrique qui définit la proximité de deux ou plusieurs résultats ou mesures les uns par rapport aux autres. Ce terme est l'un des termes les plus importants utilisés dans l'usinage. De manière simplifiée, la précision dans l'usinage fait référence à la reproductibilité ou à la répétabilité de plusieurs composants de dimensions proches lors de la fabrication.

L'importance de la précision

Les machines de précision sont essentielles dans les industries modernes car elles ont un impact direct sur la reproductibilité, la précision et l'efficacité de l'usinage. De nos jours, la demande pour la fabrication de micro-produits ou de composants avec des micro-caractéristiques continue de croître en grand nombre.

En attendant, l'usinage de ces pièces en grands volumes nécessite des méthodes de conception et une dynamique d'usinage plus précises pour répondre aux exigences spécifiées. Ainsi, la précision est importante dans les opérations d'usinage car elle reflète la capacité d'un processus de fabrication ou d'une machine à reproduire de manière cohérente les mesures presque exactes des pièces fabriquées.

Précision dans l'usinage

Dans une large mesure, les machines CNC expriment la répétabilité des dimensions mesurées lors de l'élimination des matériaux en excès, créant ainsi des pièces avec des tolérances dans une petite plage. Cependant, les mesures de précision de ces pièces doivent être effectuées dans les mêmes conditions pour éviter des écarts ou des erreurs indésirables. Plus la précision des outils d'usinage est grande, plus les composants fabriqués sont proches.

Précision vs Tolérances

Dans le même temps, les machinistes spécifient ou établissent des limites de tolérance standard pour tenir compte des légères variations entre les pièces fabriquées à partir de la même machine. Explicitement, la tolérance fait référence à la plage d'écart admissible entre les dimensions correspondantes des pièces usinées. Dans la conception et la fabrication, les limites de tolérance standard sont souvent de petits nombres déterminés par les fabricants en fonction de la fonction, de la forme et de l'ajustement d'une pièce.

Les tolérances d'usinage CNC standard sont généralement fixées à +/- 0,127 mm. Plus encore, les machinistes experts fixent les tolérances d'usinage les plus strictes dans la plage de +/- 0,0254 mm, soit à peu près l'équivalent de la taille d'un cheveu humain. Le maintien et le respect de ces limites de tolérance strictes garantissent que des différences mineures n'affectent pas la précision ou la fonctionnalité de la pièce.

Quelle est la définition de la précision ?

C'est un autre terme courant qui s'applique à l'usinage. La précision est une métrique qui définit la proximité d'une valeur mesurée par rapport à la référence ou à la valeur standard. Pour expliquer ce concept dans le contexte de l'usinage, la précision fait référence au degré de proximité auquel une pièce fabriquée correspond aux exigences globales spécifiées dans la conception.

En usinage, la précision dépend des outils, de la structure cinématique et du type de matériau ou de pièce. Une machine précise effectuera un processus d'usinage particulier ou une combinaison d'instructions telles que la coupe, l'alésage, le meulage et le perçage comme prévu par le fabricant ou l'opérateur.

L'importance de la précision

Par exemple, si un machiniste expert entre un code dans une machine pour couper une pièce à une longueur de 50 mm, un appareil précis effectuera la coupe exacte de 50 mm sans erreur. Cependant, il est extrêmement difficile d'obtenir ou de créer les mêmes pièces sans légères différences dans les dimensions spécifiques telles que le diamètre, la largeur et la longueur des pièces usinées.

Pour cette raison, les experts utilisent des données de mesure basées sur la précision pour refléter les erreurs d'une machine ou d'un processus de fabrication. Ainsi, plus la différence entre le résultat mesuré de la pièce fabriquée et la norme requise est faible, plus la machine-outil ou le processus de fabrication est précis.

Précision dans l'usinage

Les machines CNC modernes sont très précises pour la plupart des projets, car certains outils comme les fraiseuses et les tours CNC peuvent produire des pièces avec une précision de +/- 0,0025 mm. Cela équivaut à fabriquer des pièces aussi petites que le quart de la taille d'un cheveu humain. Étonnant non ?

De plus, les machinistes ou les concepteurs spécifient la plage de variation acceptable de la dimension de la pièce usinée par rapport à la norme. Ils sont particulièrement vitaux pour maintenir la fonctionnalité des pièces usinées qui interfèrent avec d'autres composants.

Précision vs Tolérances

Même ainsi, toutes les pièces ne nécessitent pas une précision maximale et une tolérance serrée en raison des coûts supplémentaires, de la configuration, des inspections et du temps associés au processus d'usinage. Par exemple, la fabrication des pièces d'un moteur automobile nécessiterait une tolérance plus élevée qu'une poignée de porte. En d'autres termes, ce dernier a moins de fonctionnalités combinées avec d'autres composants automobiles, d'où la nécessité d'une tolérance plus large.

Outre la longueur, la largeur, la taille du trou et d'autres dimensions, la rugosité de surface reste un facteur de tolérance essentiel. Les experts fixent et respectent la limite de tolérance de 0,001635 mm pour les surfaces planes et perpendiculaires et de 0,003175 mm pour les surfaces courbes. Ainsi, la précision et la tolérance sont toutes importantes, c'est mieux lorsque les processus d'usinage fournissent des produits précis et précis.

Différences entre l'exactitude et la précision dans l'usinage

La précision et l'exactitude d'un outil ou d'un processus de fabrication contribuent à déterminer le succès de l'usinage de production. Mais ensuite, ces deux termes sont souvent opposés ou confondus lorsqu'ils sont utilisés comme mesures des erreurs d'observation.

Ainsi, l'incapacité à identifier les variations entre la précision et l'exactitude peut avoir un impact négatif profond sur la manière dont les données de mesure collectées sont traitées ou sur la manière dont on conclut le résultat de divers processus de fabrication. Jetez un œil aux différences entre l'exactitude et la précision dans l'usinage ci-dessous :

1. Description différente

La précision représente l'accord étroit de variation qui réside dans les dimensions des pièces usinées les unes avec les autres. Cependant, la précision d'usinage fait référence à la proximité des mesures des composants fabriqués par rapport aux spécifications standard.

Plus simplement, une bonne précision d'usinage vous permet de fabriquer à plusieurs reprises des dimensions presque exactes de pièces usinées sans introduire d'erreurs aléatoires. A contrario, une bonne précision d'usinage assure la conformité de vos pièces fabriquées au référentiel théorique.

2. Type d'erreur indiquée

La précision reflète l'erreur d'un système ou d'un outil de fabrication, tandis que les mesures de précision aident à indiquer l'erreur parmi les composants fabriqués de manière aléatoire.

3. Nombre de mesures

L'accès à la précision d'usinage nécessite plusieurs mesures dans la même condition. Il s'agit de s'assurer de la conformité de vos résultats. D'un autre côté, la précision d'usinage nécessite une seule mesure. En effet, dans les mesures de précision, il vous suffit de comparer la dimension des composants fabriqués à la valeur standard.

Exemples d'exactitude et de précision

L'exactitude et la précision restent largement des paramètres indépendants que les ingénieurs utilisent pour déterminer le succès d'une opération de fabrication. La plupart des machines CNC utilisent un logiciel informatique pour conserver les dimensions programmées lors de la conception et de la fabrication d'une pièce. Quoi qu'il en soit, le résultat d'un processus de fabrication peut prendre différentes formes, à savoir :

• Précis et précis
• Pas précis mais exact
• Précis mais pas exact
• Pas précis et inexact

Il est donc primordial de distinguer ces paramètres et de collecter les mesures séparément pour une prestation d'usinage globale de qualité. Vous trouverez ci-dessous quelques analogies ou exemples pratiques pour aider à mieux comprendre le concept de précision et d'exactitude dans l'usinage de pièces :

1. Précis et précis

Généralement, toutes les industries manufacturières souhaitent produire des pièces précises et exactes pour leurs clients. Par exemple, supposons qu'un fabricant entre l'instruction de percer un trou dans une tige à 70 mm d'un bord, avec une tolérance définie à +/- 1 mm. Si la machine CNC perce le trou dans des longueurs variables mesurant entre 69 mm et 71 mm pour tous les lots de tiges, alors ce processus de fabrication est précis et précis.

2. Pas précis mais exact

Certaines pièces sont usinées avec précision, mais tous les composants fabriqués ne sont pas des produits précis. Par exemple, un ingénieur a l'intention de fabriquer une compression de piston mesurant 1,2 pouce de hauteur avec une tolérance de +/- 0,005 pouce.

Supposons que certains pistons soient fabriqués dans la plage de hauteur de 1,195 et 1,205 pouces, tandis que d'autres pistons de ce lot de production ont des hauteurs inférieures ou supérieures à la limite de tolérance. Par conséquent, vous pouvez en déduire que ce processus de fabrication est précis mais pas précis avec des inspections de qualité.

3. Précis mais pas exact

Dans ce cas, les pièces de la machine ont des dimensions similaires mais ne sont pas proches de la mesure requise. D'après l'analogie précédente, si les pièces de piston fabriquées ont des hauteurs de 1,21, 1,22, 1,21 et 1,215 pouces. Ensuite, les inspections de qualité indiqueront que ce processus de fabrication est précis mais pas exact puisque la limite de tolérance autorisée est de +/- 0,005 pouces.

4. Pas précis et pas exact

Certaines opérations de fabrication peuvent mal tourner, les pièces finales étant jugées imprécises et imprécises. Par exemple, si un machiniste a l'intention de fabriquer une pièce en plastique de 20 mm de long, avec une tolérance de +/- 0,5 mm. Peut-être que les pièces en plastique fabriquées ont des longueurs variables de 18 mm, 22 mm, 19 mm, 17 mm et 21 mm.

Ce résultat de mesure montre que les dimensions des pièces en plastique fabriquées dans ce lot ne sont pas tout à fait acceptables, alors qu'elles s'écartent également totalement de la dimension requise. Ainsi, vous pouvez en déduire que ce lot fabriqué est tout aussi imprécis et inexact.

Avantages de l'exactitude et de la précision dans la production de pièces

Le succès de toute industrie manufacturière dépend de sa capacité à produire des pièces précises et exactes de manière cohérente. En conséquence, les machines CNC sont aujourd'hui appliquées dans diverses industries manufacturières en raison de leurs caractéristiques de précision et d'exactitude relativement élevées. Ils comprennent l'automobile, le médical, la construction, l'électricité, l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, la marine, etc. Voici quelques avantages de l'exactitude et de la précision dans la fabrication de pièces :

1. Considération de sécurité

Sans aucun doute, la sécurité reste l'un des facteurs essentiels à prendre en compte lors de la fabrication de pièces. Cela est particulièrement vrai pour les appareils aérospatiaux et médicaux qui nécessitent des composants de haute précision et précis. Si ces composants sont fabriqués comme des produits défectueux ou inférieurs aux normes de l'industrie, cela peut mettre les utilisateurs en danger. Ainsi, fabriquer des pièces précises et exactes plaît aux clients tout en garantissant leur sécurité.

2. Essais et prototypage sans accroc

L'exactitude et la précision d'usinage élevées permettent un prototypage plus facile de diverses conceptions et pièces, y compris des opérations complexes d'usinage du titane. De plus, l'usinage automatique permet de réduire les coûts de main-d'œuvre intensive tout en garantissant des pièces de haute qualité. En dehors de cela, la précision et l'exactitude de l'usinage permettent d'assurer un test de performance transparent de la pièce usinée.

3. Étalonnage plus facile de l'équipement

Les machines CNC comprennent des dispositifs informatisés très précis et exacts qui permettent aux fabricants d'ajuster ou de calibrer facilement divers outils. De plus, les machines stockent les instructions de fabrication jusqu'à ce que les machinistes saisissent de nouveaux codes pour produire une pièce différente ou apporter des modifications spécifiques.

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Conclusion

Haute précision ne signifie pas nécessairement haute précision, d'où la nécessité de faire la distinction entre ces deux paramètres. Ainsi, nous sommes convaincus que vous avez une meilleure connaissance des différences entre les termes - exactitude et précision dans l'usinage CNC. Comprendre ces termes vous aidera à identifier les spécifications essentielles et à les comparer à vos exigences pour obtenir les meilleurs résultats.

FAQ

Pourquoi l'exactitude et la précision sont-elles importantes pour les pièces usinées ?

L'exactitude et la précision sont des aspects essentiels des opérations d'usinage, en particulier pour les prototypes et les pièces d'utilisation finale. La précision entre en jeu pour garantir que les pièces usinées respectent les dimensions et les conceptions requises sans aucune erreur affectant la fonction mécanique. Dans le même ordre d'idées, l'usinage de précision garantit que les pièces fabriquées ont des valeurs de production cohérentes.

Quel processus de fabrication a une plus grande précision d'usinage ?

En bref, les procédures de micro-fraisage CNC ont une précision d'usinage plus élevée que les autres opérations de machine CNC régulières. Ce processus de micro-fraisage implique des programmes logiciels pour contrôler et diriger les outils de coupe rotatifs multipoints afin d'éliminer les matériaux en excès. En tant que telles, ces opérations automatisées produisent des produits ou des pièces personnalisés précis, mais elles sont coûteuses et chronophages.

Qu'est-ce que la tolérance de précision ?

La tolérance de précision est le degré admissible de variabilité qui limite ou contrôle l'erreur de mesure. Dans l'usinage de production, les fabricants définissent les tolérances de précision pour chaque lot de composants fabriqués afin de s'assurer que les variations n'ont pas d'impact sur les spécifications vitales.