Maîtriser les discussions sur l'usinage :causes, prévention et optimisation

Le bruit lors de l'usinage se produit dans presque tous les processus de fabrication. Les machines lourdes utilisées dans la fabrication génèrent une grande quantité de vibrations, ce qui entraîne une mauvaise finition de surface et une baisse de la précision dimensionnelle.

Les machinistes doivent gérer ces vibrations indésirables dans différents processus comme le tournage, le fraisage ou le perçage CNC. Cependant, comprendre les bruits d'usinage et leurs causes et savoir comment les éviter serait utile, car cela permettrait d'éviter les temps d'arrêt, ce qui est terrible pour les entreprises.

Cet article explique la définition du bavardage, les types de bavardage, ses conséquences et comment l'éviter.

Qu'est-ce que le bavardage dans l'usinage ?

Le broutage lors de l'usinage est la vibration indésirable qui se produit lors de la coupe ou du perçage de pièces. Le broutage est dû au déséquilibre vibratoire de la pièce à usiner et de l’outil se déplaçant de manière répétée l’un par rapport à l’autre. La vibration se produit lorsque la pièce usinée et l'outil de coupe se déplacent dans des directions opposées, provoquant une charge de coupe variable de l'outil d'usinage par rotation.

Cela peut être dû à une mauvaise conception de fabrication ou à un outillage inadéquat. Le broutage produit généralement des bruits forts et des ondulations visibles à la surface des composants usinés. Le bavardage d'usinage se présente sous deux formes, à savoir :

• Vibration de résonance
• Vibration sans résonance

Des vibrations sans résonance se produisent suite à l’utilisation d’outils inégalement usés sur les pièces à usiner. Cette vibration est souvent constante tout au long du cycle d'usinage et due à des causes mécaniques faciles à examiner.

D'un autre côté, les vibrations résonantes se produisent à des étapes spécifiques du parcours de l'outil, comme l'usinage de coins concaves.

Types de bavardages dans l'usinage

Il existe deux principaux types de bavardages que vous pouvez rencontrer dans l'usinage CNC. Ils comprennent les éléments suivants :

Trouver des outils

Généralement, les fraises CNC vibrent pendant les opérations de coupe. Ils commencent à tailler tout en transférant la vibration à la pièce et ajoutent diverses fonctionnalités. En conséquence, l'outil et la pièce commencent à glisser l'un contre l'autre, provoquant une augmentation significative du broutage.

Bavardage de la pièce

Parfois, lorsque vous fixez incorrectement la pièce sur la table de travail de la fraiseuse, cela peut entraîner des décalages et des vibrations. Par conséquent, la fine paroi de la pièce peut commencer à vibrer lors du transfert vers l'outil de coupe.

Il est important de noter que certains bavardages sont souvent inévitables. Si la vibration qui se produit lors de l'usinage est supérieure à 100 µm, votre pièce peut subir des rayures en surface. Cependant, il serait préférable que vous envisagiez de faire quelque chose contre le bruit des outils et des pièces pour la qualité de votre produit. Nous verrons ci-dessous comment éviter les discussions.

Quelles sont les conséquences du bavardage dans l'usinage ?

Le broutage de l'usinage, s'il n'est pas contrôlé, peut entraîner divers effets néfastes, tels qu'une diminution de l'efficacité de l'usinage. En voici quelques-uns :

Durée de vie réduite de l'outil

Les outils de coupe ne peuvent pas supporter les impacts vibratoires des outils qui claquent contre les pièces. Ces effets de secousses peuvent ébrécher et émousser l’outil de coupe, endommageant ainsi la qualité de surface des pièces coupées. En outre, cela réduit la durée de vie de l'outil et l'efficacité de coupe, et le remplacement de l'outillage est coûteux.

Durée de vie réduite de la machine

La machine-outil utilisée dans différents composants d'usinage comprend diverses pièces de telle sorte qu'en cas de vibration, ces composants vibrent à la même fréquence. La broche et les autres éléments essentiels produisant les différents axes de mouvement peuvent commencer à s'user plus rapidement que prévu. En conséquence, le broutage de la machine soumet les composants de la machine à des contraintes excessives et, si rien n'est fait, il peut réduire l'efficacité de l'usinage et entraîner des temps d'arrêt.

Mauvais état de surface

Les vibrations lors de l’usinage affectent les propriétés esthétiques de la pièce et peuvent diminuer ses tolérances dans des situations extrêmes. L’une des conséquences les plus évidentes du broutage des machines est une mauvaise rugosité de la surface. Le broutage provoque une ondulation visible sur la surface, ce qui compromet la qualité et la durabilité de la pièce.

Précision dimensionnelle réduite

Lorsqu'un outil de coupe vibre pendant l'usinage CNC, il déraille de sa trajectoire initiée par la CAM. Cet écart peut cependant entraîner un mauvais ajustement des pièces. Ces pièces peuvent être trop serrées, trop longues, trop courtes ou trop lâches en raison de dimensions imprécises.

Les entreprises manufacturières emploient différentes méthodes pour minimiser les vibrations lors des opérations d’usinage et garantir que les pièces à usiner et les outils de coupe sont en bon état. Voici quelques-unes de ces étapes pour réduire le broutage lors de l'usinage CNC :

Optimiser la stratégie d'usinage

Le degré d'engagement de la fraise dans la pièce varie avec le fraisage conventionnel. Une force excessive est régulièrement exercée sur la fraise lors de son déplacement le long de la trajectoire. Par conséquent, la meilleure façon de réduire le broutage est d’obtenir un parcours d’outil d’engagement régulier. Vous pouvez également réduire la profondeur de coupe.

Essayez également de reconsidérer la configuration de la broche. Par exemple, si le broutage résonnant est la cause des vibrations d’usinage, augmentez ou réduisez le régime de la machine de 5 %, et cela minimisera les vibrations de résonance qui se produisent. Notez que certains logiciels de FAO disposent de fonctionnalités qui vous permettent de faire varier les vitesses de broche de manière cohérente. La plupart des fabricants adoptent cette fonctionnalité en raison de sa polyvalence.

Adopter le bon maintien du travail

Les machines-outils équilibrées offrent un meilleur réglage. Plusieurs facteurs, tels que des positions et des fixations incorrectes, sont les principales causes de broutage dans l'usinage CNC. Cependant, le porte-outil avec face d'extrémité et contact avec ruban permet d'assurer une rigidité maximale lors de l'usinage. En conséquence, la qualité de surface des composants n'est pas compromise au régime le plus bas.

Vous devez également vérifier si l'étau du machiniste, la table à vide, le mandrin ou tout autre dispositif de maintien de la pièce applique une pression adéquate sur la pièce à usiner pour la maintenir ferme et stationnée.

Toutefois, lorsque vous envisagez d'utiliser des gabarits et des accessoires pour exercer une pression de serrage si nécessaire, ne serrez pas seulement une extrémité d'une pièce mince et allongée. Il est assez difficile pour les pièces à parois minces d’absorber les chocs. En conséquence, les matériaux de remplissage améliorent leur rigidité globale et réduisent le broutage. Une contre-pointe ou une forme similaire de cadre de repos stable est une option idéale pour de tels composants.

Utilisez le bon outil de coupe

L’utilisation du bon outil de coupe permet d’éviter les vibrations d’usinage. Certains outils de coupe génèrent plus de vibrations que d’autres. Il n’est pas facile d’éliminer le bruit d’un outil comme celui d’une pièce. Par conséquent, vous devez prendre en compte les facteurs suivants dans tout outil de votre choix :

• Revêtement d'un outil
• Géométrie correcte du substrat
• Les proportions d'un outil

Les machinistes et les ingénieurs utilisent souvent la plus grande machine-outil qui s'adapte bien si elle répond aux spécifications techniques. Plus une fraise est solide, moins elle risque de brouter. Les outils longs ou fins fléchissent souvent. Pensez donc à choisir des outils plus courts avec le plus grand diamètre.

Cependant, la combinaison de divers outils avec différentes formes de rainures constitue le moyen le plus efficace de minimiser les vibrations lors de l'usinage. Pensez également à réduire les outils dépassant du support et à les fixer fermement. Le broutage des machines est moins susceptible de se produire après cela.

Assurez-vous que vos fraises ont des lames tranchantes qui minimisent la force de coupe des fraiseuses CNC. Vous devez toujours tenir compte de la stabilité de l’environnement de traitement et de l’entretien rapide de la fraise. De même, il est crucial d'appliquer une pression d'outil appropriée et constante afin que la charge de copeaux soit régulière.

Déterminer la trajectoire d'outil idéale

Les opérations de fraisage CNC sont de deux types :le fraisage vers le haut et le fraisage vers le bas. Si vous exercez la force de coupe dans la même direction que la direction de serrage, cela peut réduire le broutage des pièces pliées. C'est souvent un aspect essentiel de la coupe qui doit être pris en compte.

Généralement, les fraiseuses CNC sont équipées de vis à billes préinstallées qui contribuent à l'efficacité et à la précision de la technologie des machines CNC. En conséquence, vous pouvez utiliser un centre d'usinage vertical pour éviter les vibrations pendant le processus de coupe.

Réglage et maintenance de la machine

Comme prévu, votre machine CNC doit être installée sur un sol en béton sans aucune fissure, déformation ou discontinuité. Il faut savoir que la disposition de votre machine joue un rôle crucial pour minimiser les vibrations qui se produisent lors de l'usinage.

En effet, un écoulement élastique, mou ou endommagé peut augmenter le tremblement d'une entité CNC. Par conséquent, vous devriez envisager d'utiliser des ancrages et des pieds de réglage pour maintenir l'unité CNC ferme et stable afin de minimiser les vibrations.

WayKen aide à fournir des solutions d'usinage efficaces

Il est toujours difficile d'éviter divers petits problèmes lors des opérations d'usinage, comme les vibrations, qui peuvent affecter le résultat final. C'est à ce moment-là que vous avez besoin d'un expert en usinage CNC pour vous aider à y faire face.

Chez WayKen, avec plus de 20 ans d'expérience en usinage, nos machinistes sont prêts à répondre et à résoudre tous les défis d'usinage. Des pièces de forme simple aux pièces complexes, nous sommes toujours en mesure de fournir des solutions d'usinage efficaces et rentables. En conséquence, vous pouvez être sûr que vous obtiendrez le produit que vous souhaitez. Téléchargez simplement votre fichier CAO dès aujourd'hui et obtenez un devis gratuit et des commentaires DfM.

Conclusion

Le bavardage est un effet d’usinage qui entraîne une baisse substantielle de la productivité. Cela affecte les performances de la machine, la qualité des pièces, l’outil de coupe et la durée de vie de la machine-outil. Divers facteurs contribuent à son apparition, depuis l'endroit où la machine est installée jusqu'au parcours d'outil.

Cependant, chaque fois que vous ressentez de fortes vibrations, inspectez soigneusement l’événement. Assurez-vous que l'outil et la pièce sont correctement tenus et que les options d'usinage configurées sont correctes pour atténuer efficacement ce broutage.

FAQ

Que sont les marques de broutage en usinage ?

Les marques de broutage sont des défauts de surface irréguliers laissés par une meule qui tourne mal lors du meulage ou une marque régulière formée lors du tournage d'une longue pièce sur un tour en raison des vibrations d'usinage.

Qu'est-ce qui cause le broutage lors des opérations d'usinage ?

Les forces de coupe créées lors de la coupe augmenteront considérablement si votre machine-outil présente une usure excessive. Une force de coupe accrue entraîne généralement des vibrations lors de la coupe d'un substrat rigide.

Qu'est-ce qui cause les vibrations dans les équipements rotatifs ?

Les causes les plus courantes de broutage ou de vibration dans les équipements rotatifs comprennent le désalignement, le déséquilibre, l'usure et le jeu. Le déséquilibre d'une région lourde au sein d'un composant rotatif entraînera des vibrations lorsque le poids déséquilibré se déplacera autour de l'axe de la machine, générant une force centralisée.

Comment puis-je identifier les vibrations lors de l'usinage ?

Le bavardage des machines CNC est généralement audible. Par conséquent, un opérateur de machine expérimenté peut identifier avec succès le moment où un broutage se produit grâce à son son distinctif. De plus, le broutage d'usinage rend des marques d'ondes visibles sur la surface d'une pièce.