Qu'est-ce qui rend une pièce usinée CNC complexe ? 6 facteurs clés

Une fois que vous comprenez que les pièces usinées CNC sont répétitivement usinées avec une précision extrême, vous pourriez supposer qu'une fois qu'un atelier a des capacités, il peut fabriquer n'importe quelle pièce usinée CNC. Pas si simple !

Pour faire impression, de nombreux ateliers d'usinage CNC prétendent fabriquer des pièces « complexes », mais ce n'est pas toujours vrai. Discutons donc de ce qu'est vraiment une pièce complexe et découvrons les compétences requises par un atelier pour y travailler. Voici six conditions différentes qui pourraient faire classer une pièce comme « complexe », avec des photos de projets réels de Stecker Machine.

1. Poids et taille du moulage

C'est simple. Certaines pièces usinées CNC sont grandes, ce qui les rend généralement lourdes aussi. Une pièce de plus de 23 kg (50 livres) nécessite un dispositif de levage ainsi qu'un plan pour la manipuler tout au long du processus, de la matière première à l'outil machine, en passant par l'inspection jusqu'à l'emballage final. Stecker Machine utilise de nombreuses grues et peut également concevoir et construire des dispositifs de levage selon les besoins.

Ce système de levage peut déplacer un moulage de plus de 90 kg après usinage.

2. Dispositifs de fixation (Fixation)

Simplement maintenir des pièces usinées CNC peut être un défi, surtout les pièces CNC personnalisées. Avant que tout outillage de moulage ne soit fabriqué, un atelier travaille avec le client et la fonderie pour planifier comment serrer et maintenir la pièce pour l'usinage. Le schéma de repères du moulage assure généralement que tout le monde est sur la même longueur d'onde. Parfois, les points de repère du moulage doivent être déplacés pour améliorer les capacités de serrage et de maintien d'un dispositif.

Des languettes de serrage (voir cercles rouges) sont souvent ajoutées à une pièce pour améliorer le maintien pendant l'usinage, ce qui peut ou non rester sur la pièce après l'usinage.

Bien que rester à jour sur les derniers composants hydrauliques puisse être un défi pour certains ateliers, le serrage hydraulique offre certains avantages par rapport au serrage manuel :

• Répétabilité du positionnement précis de la pièce dans le dispositif
• Vitesse de serrage ; peut être en secondes contre minutes
• Soulagement pour les opérateurs CNC ; moins de fatigue

Pour que l'alésage sorte rond dans les tolérances, nous avons créé une façon de maintenir cette pièce sans exercer de pression sur l'alésage. Cette solution a conduit à 12 ans de livraison de confiance.

3. Matériau de la pièce

De l'aluminium à la fonte ductile en passant par la fonte, il existe différents grades pour chaque type de matériau. Les fournisseurs d'outillage peuvent aider à assortir le bon grade de plaquette au matériau usiné. Certaines pièces usinées sur mesure nécessitent des matériaux qui peuvent ne pas être facilement accessibles ou simples à usiner.

Les contraintes internes dans les moulages peuvent affecter une pièce pendant qu'elle est usinée. Une fois qu'une certaine matière est enlevée, la contrainte peut provoquer un alésage hors rondeur ou une surface fraisée hors planéité. Les solutions à la déformation par contrainte incluent :

• Ajouter une opération de finition à la pièce
• Changer la façon dont la pièce est maintenue
• Ajouter un outil de semi-finition
• Faire traiter le moulage pour soulager les contraintes

4. Tolérances du plan

Des tolérances serrées peuvent rendre une pièce complexe. Voici quelques exemples de quand la tolérance devient un défi : position vraie de 0,1 mm sur un alésage ; une tolérance de diamètre sur un alésage de 0,020 mm ; concentricité de plusieurs alésages à des tolérances de 0,015 mm.

Ces tolérances serrées déterminent si un outillage spécial est nécessaire, combien d'opérations sont requises, comment les machines doivent être programmées, et si une opération externe est nécessaire.

Plus les alésages sont grands, plus c'est difficile. De plus, une planéité de 0,05 mm ou un parallélisme de 0,05 mm peuvent être difficiles sur des pièces grandes ou à parois minces. Les solutions incluent différentes fraises à surfacer, plaquettes, et différentes façons de fixer la pièce.

5. Assemblage

La complexité de la pièce et le nombre et types de composants qui nécessitent un assemblage déterminent comment un dispositif d'assemblage est conçu. Des dispositifs d'assemblage conviviaux pour l'opérateur sont développés pour que tous les composants nécessaires soient assemblés, garantissant que tous les ensembles expédiés comportent des composants complets.

Cylindres pneumatiques, capteurs, pressostats, etc., aident à s'assurer qu'aucun composant n'est oublié. En fait, avec la dernière technologie, les dispositifs d'assemblage préviennent davantage l'erreur humaine par une vérification séquentielle des erreurs. Certaines stations sont assez intelligentes pour savoir que les composants sont prélevés et installés par séquence. L'équipement empêche l'employé de manquer une étape.

L'assemblage d'une autre atelier d'une manchon en acier de 82,55 mm de diamètre dans une pièce en aluminium (ajustement forcé de 0,18 mm) a marqué les côtés de la pièce en aluminium et créé des chemins de fuite. Notre solution innovante de presse du manchon avec chaleur a éliminé les chemins de fuite et satisfait notre client avec une qualité supérieure.

6. Essai sous pression

La forme d'une pièce peut la rendre complexe. Lors du serrage d'une pièce pour l'essayer sous pression, les caractéristiques critiques — alésages usinés, surfaces planes usinées, parois minces — doivent être examinées pour prévenir la déformation. Si la pièce à tester est assez grande et lourde pour nécessiter une grue pour le levage, toutes les étapes de manipulation doivent être planifiées avec précision.

Un test à l'eau est une méthode standard d'essai sous pression pendant laquelle l'opérateur observe les fuites d'air pour déterminer si une pièce passe.

L'instrument de test programmable de décroissance d'air est utilisé pour les grandes quantités et fournit une indication passe/échec. L'instrument de test et l'ordinateur de ce dispositif coûtent souvent plus cher que le test à l'eau, mais ils éliminent le potentiel d'erreur humaine.

La description de « complexe » peut sembler ouverte à l'interprétation. Pourtant, les six façons que nous venons de couvrir sont les seules vraies explications des pièces d'usinage CNC « complexes ». Elles nécessitent un atelier haut de gamme fortement investi dans des opérateurs CNC hautement qualifiés et des équipements, y compris des robots.

Stecker est fier de relever des projets complexes que d'autres ateliers refusent d'entreprendre. Voulez-vous voir des mini-études de cas qui le prouvent ? Cliquez simplement sur l'image ci-dessous pour obtenir votre exemplaire de notre ressource « projets difficiles » intitulée In a Bind ?

À propos de l'auteur

Jim est un gourou de la conception de dispositifs, travaillant avec les clients en amont sur les revues de plans et la conception pour la fabricabilité. Il soutient l'atelier, y compris en dirigeant sa « formation avancée des opérateurs ». Alors que Jim réduit à 4 jours par semaine (approche de la retraite), il forme son remplaçant sur la conception de dispositifs. Jim a étudié pendant 5 ans au Lakeshore Technical College (Technologie des machines-outils industrielles / Machiniste) tout en travaillant et en fondant une famille. Au début de sa carrière, il a programmé des fraiseuses et des tours, créant 2 à 3 programmes CNC par jour et totalisant plus de 2 500. Au cours de sa carrière, il a conçu plus de 2 500 dispositifs.