Optimisation des solutions de serrage :considérations clés pour la configuration et la précision

Même avec des outils de coupe avancés, il peut s'avérer difficile de produire des pièces avec une grande exactitude et précision s'il n'existe pas de méthode de maintien de la pièce. Les dispositifs de serrage aident à maintenir fermement les pièces pendant l'usinage. Des étaux de fraisage aux gabarits et accessoires, de nombreuses options de serrage sont disponibles.

Cependant, le type de matériaux sur lesquels vous travaillez et le nombre de pièces que vous souhaitez produire sont des facteurs qui jouent un rôle dans la détermination de la méthode la plus pratique à adopter. Cet article traite des différentes solutions de serrage disponibles, de leur positionnement et des facteurs à prendre en compte avant de choisir une méthode de serrage.

Qu'est-ce qu'un porte-pièce en usinage ?

Un porte-pièce est tout outil ou dispositif qui empêche une pièce de bouger de sa position d'origine pendant un processus d'usinage. Plus en détail, un dispositif de maintien de la pièce effectue deux tâches de base ; localisation et serrage.

La localisation aide à aligner la pièce sur l'outil de coupe. D'autre part, le serrage maintient la pièce suffisamment fermement pour résister à la force de coupe tout en empêchant la déformation du dispositif de maintien de la pièce et de la pièce.

De plus, dans le processus d’usinage CNC, un dispositif CNC maintient fermement une pièce tandis qu’un gabarit CNC dirige le mouvement de la fraise. Bien qu'un porte-pièce d'usinage n'effectue aucune opération de coupe, il est précieux et constitue l'outil non coupant le plus important.

Pourquoi devriez-vous choisir une méthode de maintien solide ?

Choisir une méthode de serrage CNC solide est aussi important que choisir le bon outil de coupe pour votre pièce. Les dispositifs de serrage, lorsqu'ils sont utilisés correctement, permettent à la machine CNC de fonctionner à sa pleine capacité pour produire des pièces de haute qualité. Une méthode de serrage solide est importante pour les raisons suivantes :

Immobilité accrue de la pièce

Pour une précision élevée, l’ensemble de l’opération de coupe doit être stable et immobile. La machine CNC, le dispositif de coupe, la pièce à usiner et la méthode de maintien de la pièce utilisée contribuent tous à la rigidité du processus d'usinage. Même un léger mouvement lors de l'opération d'usinage peut entraîner des erreurs pouvant nécessiter une refabrication des pièces. Avec une méthode de serrage solide, vous pouvez minimiser le temps et les dépenses associés à l'usinage.

Sécurisez-le contre les forces de l'usinage

L'usinage génère certaines forces qui peuvent affecter la position de la pièce et la précision ultérieure du processus. En conséquence, la pièce à usiner empêche son mouvement en la fixant en place. Ceci est très important, en particulier lors de l'usinage de conceptions avec des coins internes pointus ou lorsque vous travaillez avec des techniques CNC telles que le fraisage et le tournage qui génèrent un couple élevé.

Gardez la sécurité

La sécurité de l'opérateur et de la pièce dépend de la solidité de la méthode de maintien de la pièce. Bien que la machine CNC contienne la pièce. Ce n’est peut-être pas toujours le cas. Lorsque le dispositif de maintien de la pièce n'est pas assez solide, la pièce ou des fragments de l'outil de coupe peuvent s'envoler. Ainsi, la pièce à usiner doit rester immobile pour garantir la sécurité des salariés.

Exemples de solutions de serrage que vous pouvez utiliser dans la fabrication de pièces

Voici des exemples de dispositifs de serrage que vous pouvez utiliser pour maintenir votre pièce pendant les opérations de coupe.

Etau de fraisage

Il s'agit de la solution de serrage la plus populaire. L’étau de fraisage le plus couramment utilisé est l’étau de machiniste. Un étau de machiniste utilise ses mâchoires pour maintenir une pièce immobile pendant que la fraise tourne à travers elle.

Vous pouvez serrer la pièce entre les mâchoires fixe et mobile. Étant donné que ces étaux sont généralement fabriqués à partir de matériaux souples, ils peuvent ne pas fonctionner avec tous les matériaux techniques.

Cependant, vous pouvez utiliser n'importe quel étau de fraisage pour maintenir le plastique, l'acier, l'aluminium et d'autres matériaux. De plus, la forme et l’épaisseur du matériau affectent leur utilisation. Lorsque vous utilisez des étaux de fraisage, configurez-les de manière appropriée pour produire des pièces précises.

Plaques et pinces

Les plaques et les pinces sont toutes deux utilisées pour le montage des fraiseuses CNC. Le dispositif de maintien de pièce le plus simple est une pince personnalisable pour répondre aux besoins d'une pièce particulière et adaptée au travail avec des métaux de tous types, y compris l'aluminium, la fonte, le laiton et l'acier.

Une pince est une forme de levier qui fonctionne comme tous les leviers. Une partie maintient la surface de la pièce. Étant donné que les plaques et les pinces sont en acier qui peut être davantage durci, elles sont très résistantes à l'usure et vous pouvez les réutiliser.

Mâchoires souples

Les mâchoires souples sont fabriquées avec des métaux mous comme l'aluminium. Ils peuvent contenir des pièces de formes complexes et vous pouvez les réutiliser si les pièces sont de même conception. Mais comme les mâchoires souples ne sont pas très résistantes à l’usure, elles peuvent ne pas être utiles lors de la manipulation d’un grand nombre de pièces. Dans ce cas, vous pouvez avoir la mâchoire dure.

Bien que les mâchoires souples soient utiles dans les opérations d'usinage CNC, leur fabrication peut s'avérer difficile. Les outils de serrage n’augmentent pas directement les bénéfices de l’entreprise. Ainsi, le processus de fabrication devrait être considéré comme rentable.

Pinces de serrage

Avec les pinces étagées, on peut accéder à la surface d’une pièce tout en travaillant dessus. Cela réduit son interférence avec l'outil de coupe. Les pinces étagées saisissent une pièce vers le bas en appuyant contre ses côtés. De plus, cet appareil fonctionne bien avec le fraisage manuel et l'usinage CNC.

Les pinces étagées offrent un moyen ferme de fixer une pièce à travailler. Ils présentent cependant quelques inconvénients. Non seulement il nécessite une reconfiguration avant chaque utilisation, mais le temps de mise en place est également relativement long.

Plaques de fixation

Les plaques de fixation utilisent de nombreux trous filetés pour serrer les pièces tout en travaillant dessus. Généralement, les vis qui s'insèrent dans ces trous servent de protection et peuvent être retirées lorsque vous êtes prêt à utiliser un trou particulier.

Les plaques de fixation sont populaires car elles peuvent maintenir la plupart des matériaux, y compris les pièces grandes, complexes et de forme inhabituelle. De plus, les coûts de maintenance sont faibles et ils peuvent gérer des tâches spécialisées.

Positionnement des dispositifs de maintien de la pièce

Il existe deux éléments principaux d'une méthode de maintien de la pièce :le dispositif de maintien de la pièce et l'outil utilisé pour le positionner. Voici quelques outils que vous pouvez utiliser pour configurer des dispositifs de serrage.

Fentes en T

Une fente en T est un dispositif de maintien de pièce avec une découpe en forme de T utilisé pour fixer les pièces sur un banc de machine. Il s'agit du dispositif le plus couramment utilisé pour installer et positionner des solutions de serrage. Ils sont fiables et simples à utiliser. Cependant, avec les rainures en T, il peut s'avérer difficile de repositionner le dispositif de serrage. L'accumulation de débris et de saleté limite également son utilisation.

Sous-plaques de luminaire

Les sous-plaques de fixation fournissent des surfaces planes et stables pour positionner les dispositifs de serrage pendant les opérations d'usinage. Les sous-plaques de luminaire se présentent sous différentes formes et sont fabriquées à partir de différents matériaux. Ces plaques sont faciles à utiliser et vous pouvez les placer verticalement ou horizontalement pour un positionnement précis.

Plaques d'outillage

Elle est similaire aux sous-plaques de luminaire. Les plaques d'outillage comportent des trous qui positionnent les dispositifs de maintien de la pièce avec précision. Ce positionnement précis permet à une pièce de respecter les tolérances d'usinage.

Fixation modulaire

Un luminaire modulaire peut être la meilleure option pour économiser sur les coûts. Ces appareils maintiennent parfaitement les dispositifs de serrage et vous pouvez les utiliser plusieurs fois. Les systèmes de fixation modulaires peuvent être dotés de trous en forme de grille ou de fentes en T. Les systèmes avec des trous de grille sont plus solides et mieux positionnés.

Fixations de tourillon

Les fixations à tourillon sont idéales pour les applications automatisées telles que l'usinage CNC. L'appareil peut être installé en quelques minutes et utilise des broches de localisation pour positionner rapidement les dispositifs de maintien de la pièce. Avec les fixations à tourillon, on peut être sûr de la cohérence d'un lot à l'autre.

Pierres tombales

Il est conseillé d'utiliser des pierres tombales avec des appareils plus compacts plutôt que des appareils encombrants comme des étaux de fraisage. Les pierres tombales sont un outil de positionnement fiable et efficace pour les opérations d'usinage CNC. Plus important encore, la plupart des pierres tombales ont des bouchons déjà installés dans la grille. Cela rend le nettoyage rapide et minimise l'accumulation de copeaux.

Colonne d'outillage

Les colonnes d'outillage sont fabriquées en aluminium ou en fonte. Pour cette raison, ils sont très résistants à l’usure et vous pouvez les utiliser plusieurs fois. Les colonnes d'outillage deviennent populaires car elles fournissent des surfaces pour fixer et positionner les dispositifs de maintien de la pièce et les pièces.

La mise en place d'une solution de serrage CNC dépend du type de matériaux, du point de contact et d'autres facteurs. Cette section parle des facteurs et de ce que vous pouvez faire lors de la configuration de la solution de serrage :

Type de matériau

Le matériau sur lequel vous travaillez affecte considérablement la solidité de votre dispositif de serrage. Il existe de nombreux matériaux techniques avec des textures différentes. En règle générale, plus votre matériau est dur, plus la force nécessaire pour le maintenir est forte. Par exemple, étant donné que les étaux de fraisage sont fabriqués à partir de matériaux souples, ils conviennent mieux aux matériaux souples tels que le plastique et l'aluminium. D'un autre côté, les mâchoires dures peuvent travailler avec des matériaux durs et mous.

Taille et forme du matériau

Il s’agit d’un autre facteur clé que vous pouvez utiliser pour affiner les options de serrage. Une pièce de forme irrégulière peut nécessiter une attention particulière. Par exemple, le fraisage d'une grande pièce aux formes et géométries complexes nécessitera des fixations plus robustes, capables de résister à la force de l'opération de fraisage. De plus, vous pouvez utiliser un simple dispositif de serrage si la pièce est petite avec une surface plane.

Point de contact

Vous devez également tenir compte du point de contact du dispositif de serrage et de la pièce à usiner. Voulez-vous que votre appareil maintienne les côtés ou la surface de votre pièce ? La surface doit-elle être facilement accessible pendant l'opération d'usinage ? Ce sont quelques-unes des questions que vous devez vous poser pour choisir la solution de serrage idéale pour votre pièce.

Nombre de pièces

Votre choix de solution de serrage doit dépendre du nombre de pièces que vous souhaitez réaliser. Les dispositifs de serrage utilisés pour la production à petite échelle diffèrent de ceux à grande échelle car ils s'usent avec le temps. Bien qu'il soit possible de les suspendre et de les modifier pendant le processus d'usinage, cela peut prendre du temps. Ainsi, prendre en compte le nombre de pièces que vous souhaitez produire vous aidera à affiner les options lors du choix des supports de travail adaptés à votre projet.

Obtenez des pièces usinées sur mesure avec des solutions de serrage chez Wayken

Du prototypage aux séries de production complètes, le succès de toute opération dépend de la solution de serrage utilisée. Pour cette raison, sélectionner l’outil idéal pour votre projet est essentiel. La solution de serrage idéale ne doit pas seulement être durable et réutilisable pour réduire les coûts. Ils doivent également être faciles à configurer pour gagner du temps et augmenter la productivité.

L'ensemble du processus de mise en place du bon support de travail peut s'avérer difficile. Il est conseillé de travailler avec des experts en fabrication. Chez WayKen, nous avons une équipe professionnelle qui offre des services de fabrication personnalisés exceptionnels et des solutions de serrage solides.

Des idées à la production de pièces, nos ingénieurs peuvent vous aider à chaque étape de la fabrication pour produire des pièces de haute qualité et réduire le délai de commercialisation de votre produit. Quoi de plus ? Nous pouvons vous aider avec tous vos besoins d'usinage, y compris les services d'usinage CNC, l'impression 3D, l'outillage rapide, etc. Téléchargez simplement vos fichiers CAO aujourd'hui et commençons !

Conclusion

Une bonne configuration des dispositifs de serrage peut rationaliser les cycles de production rapides tout en garantissant que toutes les pièces du lot respectent les spécifications. Il faut savoir qu’il n’existe pas de solution standard pour choisir la meilleure méthode projet. Vous pouvez considérer la polyvalence du dispositif de serrage. En effet, la fabrication vise à réduire les coûts tout en produisant des pièces de haute qualité.

FAQ

Quelles sont les caractéristiques d'un bon dispositif de maintien de la pièce ?

Un bon dispositif de maintien de la pièce ne doit pas seulement maintenir et positionner la pièce par rapport à l'outil de coupe. Il doit également résister à la force associée à l'opération d'usinage.

Y a-t-il une différence entre les mâchoires molles et dures ?

La principale différence réside dans le matériau utilisé pour leur fabrication. Les mâchoires dures sont en acier trempé. D'un autre côté, les mâchoires souples sont constituées de métaux plus tendres comme l'aluminium ou la fonte.

Que sont les gabarits et accessoires de serrage ?

Les gabarits et les luminaires ne remplissent pas la même fonction. Un dispositif maintient la pièce. Les gabarits maintiennent non seulement les pièces, mais ils dirigent également la fraise.