8 facteurs critiques à prendre en compte lors de la sélection d'un outillage CNC

De quoi avez-vous besoin en matière d'outillage CNC ?

• Précision (bien sûr) — L'étalon de mesure ultime de tout projet d'usinage CNC, la précision nécessite plus que les bonnes capacités
• Rigidité fiable — Un outil doit conserver sa forme, rester stable et résister à la flexion ou aux vibrations pendant les opérations de coupe
• Durabilité solide — Tirer de la valeur d'un outil sur une longue durée de vie est une mesure de contrôle des coûts qui affecte les résultats financiers, faisant de la durabilité un indicateur de performance clé important.
• Installation/réglage facile — Être capable de changer et d'ajuster facilement les outils n'est pas seulement efficace, cela rend la vie meilleure pour l'opérateur CNC

Comment vous souhaitez qu'un outil fonctionne ? est simple. Le défi pour de nombreux ingénieurs d'atelier d'usinage CNC est de sélectionner le bon outil. pour garantir que le travail soit fait correctement.

Dans la liste ci-dessus, les performances de l’outil est vital, mais ce n’est pas la seule chose à considérer. L'expérience de votre atelier d'usinage CNC joue un rôle. Et le coût est également un facteur important, que nous aborderons ci-dessous.

Lors de la sélection d'un outil CNC, les ingénieurs doivent prendre en compte :

1. Matériau et caractéristiques de la pièce
2. Volume de production
3. Possibilités de combinaisons
4. Capacité de la machine
5. Matériau de l'outil
6. Sélection d'un outilleur
7. Planification
8. Expérience de la boutique

1. Matériau et caractéristiques de la pièce

Le matériau de la pièce conduit sélection d'outils. Par exemple, un atelier peut principalement usiner des pièces moulées en aluminium, en fonte ductile et en fonte grise (ce qui décrit Stecker Machine), il existe donc probablement des outils de coupe de métal d'usinage CNC préférés pour chaque matériau. Les ingénieurs choisissent des outillages standardisés éprouvés tout d'abord, en contribuant à réduire les risques, les stocks et les coûts.

L'outillage CNC (perceuses, fraises, tarauds) est nécessaire pour usiner différentes caractéristiques, et il existe un outillage standard pour chaque type d'outil et chaque matériau. En prenant toujours Stecker comme exemple, nous disposons de trois fraises à épaulement carré standard à 90° différentes, une pour l'usinage de l'aluminium, de la fonte ductile et de la fonte grise. Parmi ces matériaux, l'aluminium possède la usinabilité la plus élevée. , de sorte que l'outillage en aluminium a une pieds de surface par minute plus élevé. (SFM), afin qu'ils puissent fonctionner plus rapidement.

2. Volume de production 

Outils de coupe spécialisés haut de gamme sont généralement sélectionnés pour des projets à volume élevé, tandis que les travaux à faible volume utilisent des outils plus économiques. Cela se résume à une économie d’échelle , le coût d'un outillage haut de gamme spécifique à des fonctionnalités étant justifié par la grande quantité de pièces à fabriquer par cet outil.

Comme une grande partie du secteur manufacturier, l'usinage CNC est un processus axé sur la production. activité, les centres d'usinage jouant un rôle important dans l'efficacité d'un atelier d'usinage.

3. Possibilités de combinaison

Les outils aux fonctionnalités multiples peuvent représenter d’énormes économies de coûts et de main d’œuvre dans l’usinage CNC. Si plusieurs tâches (trois, quatre ou plus) peuvent être réalisées avec un seul outil, cela augmente le temps de cycle. tout en réduisant également le temps nécessaire au changement l'outillage.

Par exemple, lorsqu'il est conçu correctement, un outil combiné insérable peut percer et chanfreiner de trois manières différentes, effectuant le travail en une seule passe avec un seul outil, au lieu de six outils (et six passes). Oui, cet outil aux fonctionnalités multiples sur mesure peut coûter plus de 3 000 $, mais les économies s'accumulent rapidement pour compenser les coûts, en particulier sur un projet à volume élevé.

4. Capacité de la machine

La plupart des outils CNC peuvent être utilisés dans la plupart des machines CNC. Cela ne signifie pas toujours que ces machines sont les les plus efficaces , cependant. Les ingénieurs et les opérateurs savent qu'une machine plus puissante, avec une conicité plus importante, offre la possibilité d'utiliser des outils combinés. (mentionné ci-dessus) qui peut remplir de nombreuses fonctions.

Alors que les grandes pièces moulées nécessitent l’aide de palans pour les déplacer, les pièces plus petites n’ont pas ce défi. En fait, il peut y avoir des opportunités pour une efficacité accrue en concevant un montage capable de faire fonctionner deux ou trois petites pièces en même temps sur une machine plus grande. C'est un exemple où grande machine =grand casting n'est pas nécessairement vrai.

Trouver la meilleure efficacité consiste principalement à sélectionner le bon outil pour répondre aux besoins du projet et à la capacité et disponibilité de la machine pour l'exécuter. Si une machine peut exécuter plusieurs pièces en même temps et que l'opérateur en change trois au lieu d'une, c'est une évidence.

Exécuter plusieurs pièces sur une palette fait gagner du temps en réduisant le nombre de changements de palettes et d'outils par pièce. Par exemple, l'exécution simultanée de trois pièces au lieu d'une seule permet d'économiser 1/3 du changement d'outil et du changement de palette. temps par pièce, et cela augmente également les mouvements rapides entre les trois pièces dans le centre de la machine.

5. Matériau de l'outil

Le même outil de coupe peut être fabriqué à partir de de nombreux matériaux différents , certains plus durables (et chers) que d'autres.

Carbure monobloc est fiable, mais des outils à pointe PCD atteindre une durabilité encore plus élevée. Le PCD, ou diamant polycristallin, est l'outil de coupe moderne le plus dur fabriqué par frittage de particules de diamant avec un liant métallique.

Un outil de perçage à pointe PCD a environ 4 fois la durée de vie d'un outil en carbure monobloc (2 500 pièces contre 10 000) et peut fonctionner 25 % plus rapidement , compensant la différence de coût entre les deux (environ 180 $ pour le carbure contre 960 $ pour le PCD) et entraînant des économies de production.

Les outils PCD peuvent être rééquipés plusieurs fois , contrairement aux outils en carbure monobloc qui perdent du diamètre après quelques affûtages. Les ateliers d'usinage CNC utilisent souvent des moniteurs de découpe , la durée de vie de l'outil compte et des opérateurs expérimentés pour prédire et prévenir les pannes d'outils, garantissant ainsi une coupe correcte.

Une alternative économique au carbure monobloc est un corps d'outil en acier avec des inserts en carbure brasé, réduisant les coûts jusqu'à 75 %. D'autres options incluent des outils en acier rapide et des outils à pointe en carbure , préféré par les petits ateliers d'usinage CNC pour leur rentabilité.

6. Sélection d'outilleur

Comme tout partenariat avec un fournisseur, un fabricant d'outils et un atelier d'usinage CNC prospèrent grâce à la familiarité. . L’investissement stratégique d’un grand atelier dans environ sept à huit fabricants d’outils – chacun spécialisé dans des défis spécifiques tels que le carbure monobloc, les outils combinés, les outils à pointe PCD – favorise la confiance et crée des avantages (pouvoir d’achat accru, projets accélérés ou volonté de faire un effort supplémentaire pour satisfaire un client). Encore une fois, les plus grands et les plus expérimentés Les ateliers CNC ont l'avantage ici.

Les ingénieurs des grands ateliers d'usinage CNC peuvent concevoir et concevoir plus des ¾ de tous les outils nécessaire dans ce magasin. Par exemple, si le projet nécessite un outil combiné insérable, l'ingénieur envoie l'impression et le modèle de la pièce au représentant de l'outilleur et, ensemble, ils terminent la conception. Cette connexion pratique se traduit par un projet global plus fiable. Les petits ateliers d'usinage CNC doivent entièrement s'appuyer sur leur représentant d'outilleur pour son expertise en matière de conception et d'ingénierie.

7. Planification

Lorsque les ingénieurs déterminent comment un nouveau projet sera réalisé dans l'atelier, ils créent souvent un meilleur scénario. (meilleur outillage, temps de cycle agressifs, montage haut de gamme), et puis aussi

avoir un « Plan B » (outillage moins cher, machines moins puissantes…). La tentation est de rester compétitif en choisissant une option moins coûteuse, ce qui signifie généralement que l'outillage en souffre.

Le défaut de cette réflexion néglige les défis potentiels en matière d'outillage, qui non seulement correspondent au coût du meilleur scénario initial, mais incluent également la dépense supplémentaire de perte de temps . C’est pourquoi les ateliers d’usinage CNC haut de gamme, expérimentés et confiants n’envisagent pas sérieusement les options du « Plan B ». Les dirigeants comprennent l'importance de sélectionner immédiatement des matériaux de haute qualité et d'utiliser les meilleurs processus pour terminer un travail, en gardant une longueur d'avance pendant que la concurrence se poursuit. .

8. Expérience de la boutique

Certains ateliers d'usinage CNC ont plus d'expérience personnel que les autres. Rien ne peut remplacer les connaissances acquises au cours de décennies de projets réussis utilisant des machines CNC. Ces pionniers sont habitués à gérer des projets de la conception à l’assemblage. Ils ont mis en place les processus appropriés ainsi qu'une grande partie des outils CNC appropriés. .

Alors, comment un nouvel arrivant peut-il rejoindre un atelier d'usinage CNC expérimenté ? Après tout, la sélection des outils n'est pas une compétence enseignée, même dans les meilleurs cours ou sessions de formation CNC de l'enseignement supérieur. Dans ce cas, il s’agit d’un exemple de connaissance tribale  :expertise transmise d'ingénieur à ingénieur, généralement au sein d'ateliers d'usinage CNC haut de gamme.

Comment évaluer les capacités d'une boutique lorsqu'il s'agit de sélectionner des outils CNC sans voir leur travail sur votre projet ? C’est une tâche difficile. Recherchez une expérience d'abord et demandez des références . Examinez également ces trois signes indiquant qu'un atelier d'usinage CNC sait comment choisir les bons outils pour les pièces complexes.

Vous savez maintenant ce que les outils CNC peuvent faire et ce que les ingénieurs doivent rechercher lors de la sélection des outils de coupe d'usinage CNC. Ensuite, découvrez comment optimiser vos pratiques en matière d'outillage CNC en lisant Améliorations et partenariats en matière d'outillage CNC :un guide pour résoudre des problèmes d'outillage spécifiques. . Cliquez sur le lien ci-dessous pour votre copie.

À propos de l'auteur

Dan s'assure que les machines de Stecker Machine fonctionnent rapidement. Il optimise les outils et programmes de coupe pour une efficacité maximale, corrige tous les problèmes de fabrication, conçoit et sélectionne des outils avancés pour les nouveaux travaux et les améliorations de produits. Débutant sa carrière dans un atelier d'outillage et d'ajustage, Dan a rejoint SMC alors que la fabrication CNC commençait tout juste à décoller. Chez SMC, il est passé du statut d'opérateur de machine à celui d'ingénieur en amélioration continue, mettant en œuvre des améliorations qui ont permis d'économiser environ 500 000 $ au cours des dernières années.