Comment sélectionner le meilleur datum d'usinage pour pièces de précision CNC

Lors de l'usinage sur centre d'usinage CNC, la sélection rationnelle du datum de positionnement détermine la qualité des pièces, influençant grandement la garantie de la précision dimensionnelle et de position mutuel des surfaces, ainsi que l'organisation de la séquence d'usinage entre surfaces. Lors de l'installation de la pièce sur un dispositif, le choix du datum affecte aussi la complexité de la structure du dispositif. Ce dernier doit non seulement supporter de grandes forces de coupe, mais aussi répondre aux exigences de précision de positionnement. Le choix du datum de positionnement est donc un problème de processus crucial.

Le datum de positionnement se divise en datum fin et datum grossier : le datum grossier utilise la surface non usinée du brut comme référence. Le datum fin utilise la surface usinée comme référence.

Principes de choix d'un datum fin

(1) Principe de coïncidence des datums : la surface de datum de conception après usinage doit être aussi précise que possible pour éviter les erreurs de positionnement dues au décalage des datums.

(2) Principe de datum unifié : pour assurer la précision de position relative entre surfaces usinées, utiliser autant que possible le même ensemble de datums fins pour usiner un maximum de surfaces.

(3) Principe de datum mutuel : la méthode d'usinage répété de deux surfaces peut servir de référence mutuelle.

(4) Principe d'auto-référence : certaines finitions exigent de faibles tolérances uniformes, utilisant souvent la surface usinée elle-même comme datum de précision.

Ces quatre principes ne peuvent parfois pas être satisfaits simultanément ; il faut décider selon la situation réelle.

Principes de choix des datums grossiers

(1) Le datum grossier doit être utilisé lors du premier usinage de la pièce. Son choix correct affecte non seulement le premier processus, mais l'ensemble du processus de la pièce.

(2) Princip de répartition raisonnable des tolérances d'usinage : la surépaisseur sur la surface doit rester uniforme, et la surface importante doit servir de datum grossier.

(3) Principe de serrage facile : pour stabiliser le positionnement et assurer un serrage fiable, le datum approximatif doit être lisse, propre, sans défauts, et offrir une surface d'appui suffisante pour les coupes de forge ou autres défauts.

Comment sélectionner le datum de positionnement lors de l'usinage de pièces sur centre d'usinage CNC ?

1. Le datum choisi doit garantir un positionnement précis, un chargement/déchargement aisé, un positionnement et serrage agiles et fiables, et une structure de dispositif simple.
2. Le datum sélectionné par le centre d'usinage et les opérations de cote de chaque partie usinée doivent être simples, minimisant le calcul de chaîne de cotes pour prévenir ou réduire les erreurs de calcul.
3. Garantir la précision d'usinage. Directives pour confirmer le datum de positionnement de la pièce :

(1) L'origine du système de coordonnées de la pièce (le « point zéro de programmation ») et le datum de positionnement ne doivent pas nécessairement coïncider, mais une relation géométrique confirmée doit exister. Le choix de l'origine considère la commodité de programmation et de mesure. Pour les pièces à haute précision dimensionnelle, vérifier si l'origine des coordonnées du centre CNC peut être mesurée précisément via le datum de positionnement.

(2) Lors de l'usinage du datum et de l'achèvement de chaque poste sur le centre CNC, le choix du datum doit permettre de réaliser un maximum de contenu d'usinage. Il faut considérer une méthode de positionnement commode pour toutes les surfaces à usiner. Par exemple, pour un boîtier, utiliser un positionnement à deux goupilles sur un côté permet à l'outil d'usiner les autres surfaces.

(3) Choisir si possible le datum de conception sur la pièce comme datum de positionnement. Cela exige qu'en ébauche, on considère quel datum grossier permet d'usiner tous les côtés du datum fin, c'est-à-dire que chaque datum utilisé sur le centre CNC doit avoir été usiné sur machine conventionnelle ou autre auparavant, pour garantir la relation de précision entre surfaces usinées.

(4) Quand le datum de positionnement et le datum de conception sont difficiles à faire coïncider, analyser soigneusement les dessins d'assemblage pour confirmer la fonction de conception du datum, et spécifier strictement la tolérance de forme et position entre les deux via le calcul de chaîne de cotes, assurant la précision d'usinage.

(5) Quand l'usinage incluant le datum de conception ne peut être achevé simultanément sur le centre CNC, faire coïncider le datum de positionnement avec le datum de conception autant que possible. Considérer aussi qu'après ce positionnement, l'usinage de toutes les pièces clés de précision peut être achevé en un seul serrage.