Outils de coupe haute performance pour l'usinage de précision

"L'usinage de précision" désigne le maintien de tolérances géométriques plus serrées que la normale et de finitions de surface supérieures sur un lot de pièces. Tous les ateliers ne sont pas capables de ce niveau de performance. D'autres ont les machines-outils CNC nécessaires mais ne le voient pas comme requis par leur marché cible.

Chez Impro, nous sommes fiers de notre capacité à fournir des services d'usinage de précision. Nous l'atteignons par l'investissement dans la technologie d'usinage de précision, l'ingénierie de fabrication qualifiée et la programmation CNC, et en nous concentrant sur les outils de coupe. Dans cet article, nous abordons comment ce dernier aspect, les outils de coupe, impacte l'usinage de précision.

Comment la précision diffère de l'usinage classique

Il n'y a pas de définition officielle de ce qui constitue "la précision". Cela dépend des pièces usinées, leur application, les matériaux et machines-outils. Les spécialistes s'accordent probablement que l'usinage de précision désigne des tolérances serrées et des finitions exceptionnelles, les limites exactes restant ouvertes.

Pour quantifier : les spécialistes conviendront probablement que sur dimensions linéaires et circulaires, une tolérance plus serrée que 0,0004" (10 µm) requiert de l'usinage de précision. De même, planéité meilleure que 2 µ" (0,05 µm) et rugosité inférieure à 1 µ" (0,025 µm) comptent comme précision. Sur très grandes pièces, de telles tolérances peuvent être inatteignables, tandis que pour pièces très petites (micromécaniques), elles sont inutilement grandes.

Un aspect important de la précision est la répétabilité. Un machiniste qualifié peut maintenir des tolérances serrées sur une pièce unique, quel que soit le type, l'âge et l'état de la machine-outil. Mais le faire sur un gros lot serait extrêmement difficile et très lent.

L'influence de l'outil de coupe sur la précision

Deux aspects à considérer : l'outil de coupe lui-même et son montage dans le porte-outil, la fraise ou le porte-outil.

Le principal problème des outils de coupe est qu'ils s'usent et peuvent s'ébrécher. Dans une opération de coupe bien réglée, la dilatation thermique est rarement un problème car la plupart de la chaleur est évacuée dans le copeau.

L'usure et l'ébréchure sont adressées par le choix du matériau d'outil. L'acier rapide (HSS) peut servir pour certaines opérations, mais la plupart utilisent des plaquettes carbure. Les revêtements réduisent frottement et usure. Les revêtements carbonitrure de titane (TiCN) offrent particulièrement une bonne résistance à l'usure.

Le montage de l'outil affecte la précision de deux façons. D'abord, la déflexion du porte-outil sous charges de coupe. Plus le montage est rigide, moins la pointe d'outil bouge, ce qui augmente la précision.

Ensuite, le préréglage d'outil (tool presetting). C'est le processus assurant que la pointe d'outil dépasse du porte-outil du montant attendu. Toute déviation enlèvera plus ou moins de matière que prévu par le programmeur CNC. (Alternative au préréglage très précis : déterminer les valeurs de compensation d'outil et les entrer dans le contrôleur CNC.)

Le préréglage est surtout important quand plusieurs plaquettes sont montées sur le même porte-outil. Les fraises à facettes larges en sont un exemple. Si une plaquette dépasse plus que les autres, elle creusera une série de rainures dans la surface usinée.

Outils de coupe pour une précision supérieure

Deux outils augmentent la précision et la finition de caractéristiques usinées précédemment : meules et alésoirs. Le meulage nécessite cependant des machines-outils coûteuses et augmente significativement le coût pièce. L'alésage, pour améliorer finition, rondeur et taille d'un trou pré-percé, se fait sur fraiseuse CNC en augmentant légèrement le temps machine.

Une autre approche : outils de coupe spécialement fabriqués. Parfois fait en tournage où un outil à degrés produit deux diamètres différents simultanément. Cela donne une concentricité bien supérieure entre les deux diamètres sans augmenter le temps d'opération.

La même approche s'applique en rectification cylindrique par plongée avec une meule profilée.

Une source pour vos besoins d'usinage de précision

L'usinage de précision — maintenir tolérances serrées et excellente finition de surface sur un lot — requiert une attention étroite à chaque facette du processus. La sélection et préparation des outils de coupe en font partie, et peuvent avoir un impact délétère sur la qualité si pas menées avec assez de soin.

Avec des machines-outils CNC modernes et rigides et une expertise d'usinage approfondie, Impro a les capacités d'usinage de précision requises par les clients les plus exigeants. Pour savoir comment nous pourrions gérer vos besoins d'usinage, contactez-nous aujourd'hui.