Atteignez des tolérances d'usinage CNC plus serrées avec ces conseils

Un certain degré de variation est inévitable dans le secteur manufacturier, à la fois entre les emplois et entre les unités individuelles. Dans cette optique, les équipes produit ont besoin d'une méthode pour s'assurer que les composants fonctionnent comme prévu, quelles que soient les petites variations entre les pièces individuelles.

Les plages de variation acceptables, appelées tolérances, sont la marge d'erreur pour une pièce donnée. Le plus souvent définies comme une plage de mesure, les tolérances peuvent également inclure d'autres facteurs qualitatifs tels que la couleur, la texture, la forme ou le profil. Bien que le respect des tolérances d'usinage puisse sembler être une petite étape dans le processus de fabrication, elles sont nécessaires pour produire des pièces reproductibles.

Dans l'usinage CNC, un tolérancement efficace est particulièrement important car des tolérances plus strictes augmenteront les coûts. Par exemple, la production d'une pièce avec une forme et une tolérance particulières peut nécessiter plusieurs opérations de coupe avec différents outils, ce qui entraînera plus de temps sur la machine et des coûts plus élevés. Certaines formes et caractéristiques de conception (telles que les angles internes vifs ou celles réalisées avec des outils de coupe plus longs) sont beaucoup plus difficiles à obtenir grâce à l'usinage CNC, ce qui augmente le coût d'obtention de tolérances plus strictes si ces caractéristiques sont nécessaires et ne peuvent pas être optimisées.

Des tolérances plus strictes coûteront plus cher, quoi qu'il arrive, mais ces coûts peuvent souvent être pris en compte ou compensés dans la façon dont vous abordez le processus de production. Voici quelques conseils pour obtenir de manière rentable des tolérances CNC appropriées.

1. Optimisez les tolérances des pièces pour chaque application

Les tolérances d'usinage standard sont généralement de +/- 0,005 pouce pour les pièces métalliques et de +/- 0,010 pouce pour les pièces en plastique, mais certains composants peuvent nécessiter encore moins d'écart le long de certaines dimensions pour garantir un ajustement correct.

Des tolérances plus strictes peuvent être un coût nécessaire pour une application de pièce particulière, auquel cas il est préférable de limiter les tolérances plus strictes aux seules zones ou surfaces nécessaires du composant, car cela répond aux critères de conception tout en atténuant les dépenses supplémentaires. Cependant, si les tolérances d'une pièce n'ont pas besoin d'être extrêmement serrées, opter pour la norme est un moyen facile de réduire les temps et les coûts d'usinage.

2. Faites correspondre les méthodes de fabrication avec ce qui est le plus efficace

Si des tolérances CNC plus strictes que la norme sont requises, une chose à considérer est de savoir si un processus de fabrication différent pourrait être mieux adapté pour produire des caractéristiques ou des composants particuliers.

Par exemple, l'usinage d'un trou avec une fraise verticale à un ensemble de tolérances peut nécessiter de percer le trou à des tolérances plus serrées si vous utilisez un tour, ce qui augmenterait les coûts d'installation et prolongerait le délai de production. Les pièces avec des exigences de tolérance d'ajustement serré ou serré peuvent nécessiter des étapes supplémentaires (y compris le meulage ou le rodage) pour s'assurer que chaque composant atteint l'ajustement et la finition souhaités.

3. N'ignorez pas le parallélisme et la perpendicularité

Le parallélisme et la perpendicularité sont deux tolérances à prioriser, surtout si vous travaillez avec plusieurs composants. Ils sont particulièrement critiques pour les assemblages, car même un petit degré de désalignement peut entraîner un désalignement encore plus important sur la distance, ce qui a finalement un impact sur la viabilité et la qualité globales de la pièce.

4. Alignez les attentes de tolérance avec l'usinabilité du matériau

Les pièces sont souvent conçues à partir de matériaux spécifiques pour fournir des propriétés physiques, chimiques ou de performance spécifiques qui sont avantageuses pour les applications d'utilisation finale. Cependant, vous devez également tenir compte de la façon dont ces propriétés affectent l'usinabilité de la pièce. Par exemple, les aciers trempés sont beaucoup plus difficiles à usiner que les plastiques.

En règle générale, plus un matériau est mou (plus son duromètre est bas), plus il sera difficile pour le matériau de maintenir des tolérances plus strictes. Les silicones souples et les résines peuvent fléchir pendant les opérations de coupe, et les plastiques comme le PEHD, le nylon et d'autres peuvent nécessiter un outillage supplémentaire pour atteindre les tolérances spécifiées.

5. Concevoir en gardant à l'esprit le processus d'inspection final

Plus une pièce ou une caractéristique est difficile à usiner, plus il vous sera difficile de mesurer ses tolérances — dans certains cas, vous aurez même besoin d'un équipement spécialisé pour mesurer correctement certaines caractéristiques. Les pièces plus petites ou les pièces avec des caractéristiques particulièrement petites sont généralement plus difficiles à fabriquer et à inspecter (les caractéristiques inférieures à 0,005" sont difficiles à voir à l'œil nu). Si des tolérances serrées sont nécessaires, il est essentiel de disposer de l'équipement et des outils appropriés pour inspecter, mesurer et vérifier avec précision ces tolérances. Les tolérances serrées ne sont aussi précises que les outils dont vous disposez pour les mesurer.

Un dimensionnement et un tolérancement géométriques appropriés offrent de nombreux avantages

Pour garantir que vos pièces sont capables de respecter les tolérances souhaitées, il faut que la sélection des matériaux, la conception des pièces et le processus de fabrication soient tous correctement pris en compte. Atteindre ces tolérances de manière rentable peut être difficile en raison du nombre de variables et de contrôles de processus nécessaires pour tenir compte de tous les facteurs environnementaux et mécaniques en jeu pendant la production.

Heureusement, s'associer à un partenaire de fabrication à la demande comme Fast Radius peut simplifier le processus. Notre équipe travaille en étroite collaboration avec chaque client pour optimiser la conception des pièces afin d'éviter des révisions coûteuses en aval, tout en veillant à ce que les pièces usinées en interne atteignent à chaque fois des tolérances précises et serrées. Contactez-nous dès aujourd'hui pour en savoir plus.