Meilleurs conseils pour fabriquer des pièces usinées CNC de qualité supérieure

L'usinage CNC est une nécessité clé dans le secteur manufacturier d'aujourd'hui. Des pièces usinées CNC de haute qualité sont utilisées pour créer des produits de haute qualité partout dans le monde. Ces pièces doivent conformer aux spécifications de conception spécifiées par les clients et suivre les normes de l'industrie pour fonctionner avec précision et efficacité.

Les pièces ne conformant pas aux spécifications et conceptions requises causeront des problèmes inattendus, entraînant d'énormes temps d'arrêt et coûts. Par exemple, une pièce aérospatiale hors tolérance peut causer un dysfonctionnement d'équipement en vol, mettant en danger de nombreuses vies. De même, des disques ou étriers de frein défectueux peuvent entraîner des accidents automobiles, ou le rappel coûteux de milliers de véhicules.

Les fabricants comprennent pleinement l'importance de produire des pièces de qualité en temps opportun. Ne pas le faire pourrait entraîner la perte de clients et de futurs nouveaux ordres.

Alors, qu'est-ce qu'il faut pour produire des pièces de qualité en usinage CNC ?

#1 Examinez votre projet d'usinage

Premièrement et avant tout, vous devez avoir une évaluation claire du projet que vous voulez entreprendre. Posez-vous ces questions :

• Quelles sont les différentes tailles et complexités des pièces ?
• Quels sont les matériaux à usiner ?
• Quels niveaux de précision aurez-vous besoin pour fabriquer ces pièces ?
• Quels sont les outils de coupe dont vous aurez besoin ?
• Avez-vous besoin de fixations coûteuses pour serrer vos pièces usinées ?

Effectuer cette revue vous permet de sélectionner la méthode la plus efficace et rentable pour atteindre les résultats souhaités.

#2 Considérez le meilleur type de machine

Avez-vous le bon équipement et les bonnes machines dans votre atelier pour faire ce travail ? Sinon, vous devrez considérer le meilleur ajustement pour votre projet tout en évaluant la large gamme de types de machines CNC disponibles sur le marché.

Les machines CNC de haute qualité peuvent coûter plus cher. Cependant, elles peuvent atteindre une précision extrêmement élevée et des tolérances serrées. Les machines CNC fabriquées avec une bonne mécanique globale, des vis à billes de qualité, et des guides à rouleaux linéaires ou guides boîte solides, durcis, rectifiés puis grattés à la main à la perfection sont capables et prouvées pour délivrer une précision et stabilité à long terme.

Évaluez si le marché demande le même type de machine que vous recherchez — cela vous donnera un indice sur ce qui est pratique et utile pour vos besoins d'usinage. Finalement, considérez le délai de livraison de la marque et du type de machine CNC, pour ne pas être forcé d'acheter des choix de seconde ou même troisième main.

#3 Automatisez avec les commandes CNC

Comme les systèmes informatiques sont utilisés pour contrôler les machines CNC, de nombreuses opérations de production peuvent être automatisées pour augmenter la production et diminuer les temps improductifs. Des pièces identiques ou un mélange de pièces peuvent être usinées avec des niveaux de précision plus élevés et plus constants. Les commandes répétées peuvent aussi être configurées en moins de temps, tandis que les commandes d'urgence peuvent être plus facilement insérées dans votre planning de production.

#4 Optimisez avec le logiciel machine

Les fabricants réputés de machines CNC fournissent souvent des logiciels spécialement conçus dans leurs machines qui contrôlent divers paramètres et fournissent des alertes d'erreur et rapports. De tels logiciels permettent à vos machinistes compétents d'évaluer les processus d'usinage, de prendre des actions proactives ou correctives pour assurer que la qualité des pièces n'est pas compromise, et d'optimiser l'efficacité de production en maximisant les capacités de vos machines.

#5 Assurez-vous que les bons matériaux sont utilisés

Le type de matériaux à usiner influencera les niveaux de performance et les temps de cycle. Des facteurs tels que la durabilité, la charge à supporter, et la structure globale de la machine affecteront la précision qui peut être réalisée.

Les propriétés des matériaux et le comportement de l'outillage sous les conditions d'usinage requises influenceront aussi les facteurs machine-outil. Ceux-ci incluent la vitesse de broche maximale et le débit d'avance, la puissance moteur la plus efficace, et le couple du moteur de broche.

#6 Utilisez les bons avances et vitesses

Utilisez les bons avances et vitesses pendant l'usinage des pièces car ces facteurs affectent la qualité de surface de vos pièces et la durée de vie de votre outil de coupe sélectionné.

Si vous réglez votre vitesse trop lente, vous pouvez expérimenter à la fois une efficacité plus faible et un dommage possible à votre outil. Si vous réglez votre vitesse trop rapide, vous pouvez rencontrer des problèmes de précision et de contour, ainsi que l'usure plus rapide de votre outil de coupe — cela résulte en coûts de production plus élevés. Considérez le « Juste Milieu » car cela assurera une bonne qualité de pièce, une plus longue durée de vie d'outil de coupe et des séries de production constantes et économes.

#7 Choisissez les bons outils de coupe et porte-outils

Utilisez les bons outils de coupe et les paramètres de coupe recommandés d'abord pour atteindre votre qualité de surface et précision désirées. Ensuite, vous pouvez affiner les paramètres de coupe pour atteindre votre sortie désirée et coût de production.

Évitez d'utiliser des outils émoussés, de mauvaises (dimension) outils ou des outils non adaptés aux matériaux usinés — faire cela peut résulter en bords rugueux, marques de fraise, marques surélevées, ou même marques de brûlure sur le produit fini.

Évitez aussi d'utiliser le même outil pour l'ébauche et la finition en séries de production car cela peut résulter en finition de qualité inférieure, et possiblement une usure et un coût plus élevés.

#8 Adoptez un serrage de pièce approprié

La façon dont vous serrez le matériau ou les pièces individuelles à usiner dépend du nombre d'opérations à faire et si vous devez usiner sur plus d'une seule surface.

S'il y a plusieurs opérations (ex: fraisage, perçage, taraudage) à faire, il est toujours préférable de serrer votre pièce d'une façon qui permet aux diverses opérations d'être effectuées en un seul serrage.

Cela peut être réalisé dans des designs de fixation « astucieux » et efficaces, qui sont coûteux, ou en utilisant un axe additionnel dans votre machine (ex: 4^e Axe ou Table Rotative CNC).

Si votre matériau ou pièce doit être usiné sur les cinq faces, un Centre d'Usinage Multi-Axes doit être considéré. Ceux-ci peuvent être soit une configuration 3+2, ou mieux, une configuration 4+1 axes. Les capacités 5 axes complètes devraient être utilisées si vous avez l'intention d'usiner Moule & Matrice ou formes et contours très complexes.

#9 Assurez une évacuation efficace des copeaux

Les copeaux produits par le processus de production doivent être évacués de la machine efficacement, sinon ils peuvent sérieusement entraver vos processus d'usinage. Ils ne devraient jamais s'accumuler dans la zone de coupe et doivent être évacués en utilisant un coolant efficace ou de la pression d'air.

Quand les copeaux ne sont pas évacués de la zone de coupe immédiatement et efficacement, ils peuvent être entraînés autour de l'outil de coupe et entrer en contact avec la zone de coupe et l'outil de coupe répétitivement. Résultant en usure plus élevée, dommage possible aux surfaces de matériau et dans le pire cas, causer la casse de votre outil de coupe en raison de sa charge accrue. Évitez que les copeaux restent partout sur la pièce et assurez-vous que la qualité de surface de votre pièce usinée n'est pas affectée.

Après vous être assuré que le coolant ou l'air soufflent les copeaux loin de votre zone de coupe en progression, vous pouvez efficacement disposer des copeaux en utilisant des convoyeurs à l'intérieur de la machine. Il y a divers designs de convoyeurs disponibles :

• Convoyeurs à charnière standard sont polyvalents pour divers matériaux.
• Convoyeurs à racleur sont recommandés pour matériau fonderie acier.
• Convoyeurs type tambour sont principalement pour matériau aluminium, et assureront que les fins copeaux sont filtrés hors de votre système de coolant.

#10 Gérez votre environnement de fabrication

Méfiez-vous de l'influence de sources externes de débris et pollution — ceux-ci peuvent potentiellement créer des effets très négatifs pendant l'usinage et peuvent résulter en dommages très coûteux à votre machine.

Exemples de ceux-ci incluent :

• Poussière de meulage ou pire, fonderies voisines
• Ondes de choc créées par presses ou machines d'estampage
• Fluctuations électriques dues à un réseau électrique instable
• Opérations de soudage près des machines CNC

Au-delà de ceux-ci, des températures instables et changeantes dans l'atelier affecteront la précision de votre machine, tandis qu'un air non propre (humide) et non filtré fourni par le compresseur d'air et tuyaux d'air à votre machine affectera sa fonctionnalité et efficacité.

#11 Embauchez des machinistes CNC qualifiés

L'expertise et l'expérience des machinistes CNC jouent un rôle critique et important dans la production de produits de qualité. Des machinistes CNC qualifiés avec de bonnes connaissances en fabrication et une aptitude mécanique effectueront, configureront votre machine, et géreront vos opérations avec soin et des erreurs significativement réduites.

#12 Effectuez des inspections en cours de processus

Effectuez des inspections de qualité quand la pièce est encore en cours pour identifier immédiatement tout problème et ajuster votre machine-outil CNC pour atteindre les tolérances requises. Vous pouvez effectuer de la « Mesure En-Processus » en utilisant des palpeurs de haute précision — ceux-ci vous permettent de vérifier immédiatement des dimensions spécifiques, ou de le faire après que l'opération est terminée et avant que la pièce ne quitte le dispositif de serrage ou la machine. Vous pouvez alors ajuster vos données si requis, et retravailler.

Les vérifications en cours de processus sur vos outils préviendront aussi les outils de coupe usés d'être réutilisés — ceux-ci sont dangereux car ils ont le potentiel de casser pendant le processus. Les vérifications d'outils de coupe n'aident pas seulement à confirmer que votre foret ou taraud est OK — un système de surveillance de durée de vie d'outil informe votre opérateur quand votre outil doit être remplacé. Les systèmes de mesure laser d'outil peuvent même mesurer l'usure d'outil en termes de longueur et rayon.

#13 Implémentez des mesures de contrôle qualité

Les systèmes de qualité sont une partie intégrante de la fabrication. Implémentez des systèmes de contrôle qualité efficaces tout au long de l'opération entière — du début du projet aux produits finis.

Vos procédures de travail strictes devraient assurer la conformité dans les inspections de matériaux, vérifications de processus, dimensions, tolérances, et spécifications des produits finis. Cela évitera les produits non-conformes et correspondra à la haute qualité requise par votre client, ce qui améliorera à son tour votre réputation et niveaux de productivité tout en réduisant les coûts. Idéalement, les fabricants devraient aussi être certifiés ISO.

#14 Effectuez une maintenance préventive régulière

Adopter un protocole de maintenance régulier aide à garder vos machines CNC en bon état. Un étalonnage fréquent est recommandé pour prévenir votre machine de fonctionner hors spécification ou de générer des vibrations potentiellement dommageables.

De tels contrôles de maintenance peuvent aussi vous aider à éviter d'expérimenter des problèmes techniques au mauvais moment. Planifiez de tels contrôles de maintenance préventive au moins une fois par an – mieux deux fois par an.

Assurez-vous que vos machines-outils coûteuses, qui font l'argent pour vous, reçoivent le soin et l'attention qu'elles méritent. N'essayez pas d'économiser quelques dollars en utilisant de l'huile de lubrification bon marché. Dans les manuels d'opération de la machine, il y a tous les détails de quelle marque d'huile et quelles spécifications sont requises. Essayer de prendre des raccourcis et acheter de l'huile non-conforme moins chère peut résulter en garantie annulée et réparations coûteuses dans un futur proche.

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Conclusion

Produire des pièces de qualité dépend souvent d'une combinaison complexe de machines CNC, logiciels, outils et processus, et machinistes qualifiés. En gérant bien ces différents paramètres, vous serez en mesure de livrer des pièces usinées de qualité et cohérentes avec les bons niveaux de précision demandés par vos clients.

Pour produire continuellement des pièces usinées CNC de qualité, vous devez investir dans des machines CNC de plus haute qualité. Cela vous aide à répondre aux demandes constantes de productivité plus élevée, pièces en constante évolution, complexité accrue, et besoin de qualité de produit cohérente.

Afin de répondre ou dépasser les exigences de plus en plus strictes des fabricants, vous devriez aussi exiger que vos machines CNC restent en parfait état. Apprenez comment le faire en lisant notre article sur Machines CNC — La Liste Ultime des Choses à Faire et à Ne Pas Faire.