L'industrie manufacturière est en constante évolution. L'efficacité de l'usinage CNC devient primordiale. Il est crucial de raccourcir le cycle de production et de réduire le coût des pièces. Si un fabricant se préoccupe uniquement de la qualité de fabrication et de la quantité des pièces disponibles, il néglige l'amélioration de son efficacité de production. Par conséquent, ses coûts de production restent élevés, ce qui nuit à la rentabilité de l'entreprise à long terme.
Dans cet article, Yonglihao Machinery vous explique comment optimiser l'usinage CNC pour accroître votre productivité. Nous aborderons le paramétrage et les stratégies avancées afin de vous aider à atteindre une production de haute qualité tout en améliorant votre rendement.
Comprendre l'usinage CNC
L'usinage CNC est une technologie d'automatisation. Il utilise un ordinateur pour piloter l'outil sur la machine. Cet outil réalise l'usinage de la pièce. Le procédé consiste à contrôler la machine-outil pour usiner la pièce selon des trajectoires et des paramètres d'usinage précis, grâce à des instructions préprogrammées par le logiciel FAO. On obtient ainsi un processus d'usinage de haute précision et à haut rendement. C'est pourquoi l'usinage CNC est devenu une technologie indispensable et essentielle dans la production moderne.
Les machines-outils à commande numérique (CNC) sont composées des éléments suivants : la machine elle-même, le système de commande numérique, le système d'alimentation, les outils, le système de changement d'outils et d'autres dispositifs. La machine-outil, également appelée corps principal, comprend généralement quatre parties principales : le bâti, la broche, la table et les parties mobiles. Le système de commande numérique inclut un contrôleur, un ordinateur et un logiciel de programmation. Le système d'alimentation comprend le système d'entraînement et l'entraînement de la broche. Le système d'outillage et de changement d'outils comprend un outil et un magasin d'outils pour le changement automatique d'outils. Les dispositifs auxiliaires comprennent trois éléments : un système de refroidissement, un système de lubrification et un dispositif de fixation. Le système informatique pilote la machine-outil à commande numérique. Il permet un fonctionnement automatique continu et garantit une haute précision.
Lectures complémentaires :Qu'est-ce que l'usinage CNC ?
L'importance de l'optimisation des paramètres d'usinage CNC
L'usinage CNC est aujourd'hui largement utilisé dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile et l'électronique. Son importance dans la fabrication est indéniable. Certains produits sont désormais plus performants, ce qui a accru le besoin d'une haute précision des pièces et d'une excellente qualité de surface. Par conséquent, l'optimisation des paramètres CNC pour améliorer cette précision est essentielle.
L'optimisation des paramètres d'usinage CNC améliore la qualité, la rapidité et les délais de livraison. Elle prolonge la durée de vie des outils et réduit les coûts. De plus, elle permet de fabriquer des pièces précises et reproductibles et d'accroître la capacité de production de l'entreprise. Elle renforce également la compétitivité et favorise une croissance durable.
Paramètres clés à optimiser dans l'usinage CNC
Lors de l'usinage CNC, le réglage des paramètres de coupe peut varier d'une pièce à l'autre. Pour garantir un usinage optimal des pièces finies, vitesse de coupe, vitesse d'avance, La profondeur d'avance, la compensation du rayon de l'outil et la trajectoire de l'outil doivent être optimisées et conçues afin d'obtenir les meilleurs résultats.
Vitesse de coupe
La vitesse de coupe correspond à la vitesse linéaire de l'outil par rapport à la pièce. Elle se mesure en mesurant la distance parcourue par l'outil sur la surface par unité de temps à cette vitesse. La vitesse de coupe influe directement sur l'efficacité, la qualité et la durée de vie de l'outil. Le matériau de l'outil, celui de la pièce et le type d'usinage sont les principaux facteurs qui déterminent la vitesse. D'autres facteurs entrent également en ligne de compte. Il est donc essentiel de choisir la vitesse adaptée à chaque matériau et à chaque outil.
Le matériau de la pièce à usiner influence la coupe. Les matériaux durs nécessitent une vitesse de coupe plus faible, tandis que les matériaux tendres nécessitent une vitesse de coupe plus élevée. Les bons matériaux pour outils résistent à l'usure et conduisent la chaleur. Ils peuvent être utilisés à des vitesses de coupe plus élevées. En ébauche et en finition, la vitesse de coupe est généralement plus élevée.
En général, vous pouvez choisir la vitesse de coupe en suivant les paramètres du fabricant de l'outil. Ensuite, utilisez la pièce pour effectuer un essai de coupe. Ajustez régulièrement les paramètres pour obtenir les meilleurs résultats.
Vitesse d'alimentation
La vitesse d'avance désigne la vitesse de déplacement de l'outil le long de la surface de la pièce, c'est-à-dire la distance parcourue par l'outil en cours d'usinage par minute (généralement en millimètres/minute ou en pouces/minute). De plus, la vitesse d'avance influence l'effort de coupe, la formation de copeaux, la température de surface et la qualité de la surface usinée.
Une vitesse d'avance trop élevée ou trop faible peut nuire au processus d'usinage. Une vitesse d'avance trop élevée peut engendrer une force de coupe excessive, déformant la pièce et réduisant la qualité de sa surface. À l'inverse, une vitesse d'avance trop faible diminue l'efficacité d'usinage et allonge le cycle de production. Par conséquent, le choix de la vitesse d'avance doit tenir compte du type de coupe, des caractéristiques du matériau de la pièce et de l'outillage, etc. Ce choix s'effectue généralement lors du pré-usinage et par des essais de coupe sur la pièce, en s'appuyant sur l'expérience et les manuels du fabricant d'outils pour déterminer la vitesse d'avance appropriée.
Profondeur de coupe
La distance entre la surface usinée et la surface à usiner correspond à la profondeur de coupe lors de la découpe de la pièce. Il s'agit de la profondeur de l'outil à chaque passage dans la pièce. Elle influence directement le processus de coupe : force de coupe, température, qualité de surface et durée de vie de l'outil. Elle correspond à la distance radiale dans la pièce. Le fraisage correspond à la distance de coupe dans la direction axiale de la pièce.
En général, le matériau de la pièce, le matériau de l'outil, le type de traitement, la puissance de la machine, la rigidité de la machine, le liquide de refroidissement et d'autres facteurs affecteront la sélection de la profondeur de coupe, donc la sélection de la profondeur de coupe appropriée, tout d'abord, en fonction des facteurs affectant le premier préliminaire, définissez un paramètre de profondeur, puis testez la coupe de la pièce pour affiner les paramètres, et enfin enregistrez les résultats de plusieurs coupes et continuez à optimiser la profondeur de profondeur afin d'obtenir la profondeur de coupe optimale afin que vous puissiez optimiser l'efficacité de l'usinage, améliorer la qualité de la pièce et prolonger la durée de vie de l'outil.
Compensation du rayon de l'outil
La compensation du rayon d'outil corrige l'erreur due au rayon de l'outil. Elle garantit que les dimensions et la forme de la pièce sont conformes aux spécifications. Il existe deux modes principaux de compensation du rayon d'outil : la compensation gauche (G41) et la compensation droite (G42), utilisées respectivement lorsque l'outil est situé à gauche et à droite du contour de la pièce. La compensation du rayon d'outil peut être optimisée en mesurant et en saisissant précisément le rayon de l'outil, en ajustant dynamiquement la valeur de compensation et en optimisant le programme. L'optimisation de la compensation du rayon d'outil permet d'améliorer la précision et l'efficacité d'usinage et de réduire les erreurs d'usinage.
Optimisation du parcours de l'outil
L'optimisation de la trajectoire d'outil peut améliorer considérablement l'efficacité et la qualité de l'usinage CNC. Utilisez un logiciel de FAO pour créer la trajectoire d'outil à partir de la forme de la pièce. Simulez ensuite la trajectoire d'outil pour identifier et corriger les problèmes et l'optimiser. Cela évitera les courses à vide et les outils cassés.
Tout d'abord, utilisez le logiciel FAO pour trouver la trajectoire d'outil optimale pour la simulation. Cela garantit l'absence de collisions et d'interférences. Ensuite, utilisez des stratégies d'avance hélicoïdale et de retrait progressif pour optimiser les trajectoires d'avance et de retrait. Enfin, rationalisez le processus d'usinage afin de réduire les déplacements à vide. Enfin, les paramètres d'usinage sont ajustés en fonction de la situation réelle afin d'obtenir la trajectoire optimale.
Modèles d'usure des outils et durée de vie des outils
En usinage CNC, l'usure de l'outil est une mesure de l'efficacité de l'usinage. C'est une méthode importante pour calculer la durée de vie de l'outil. Elle peut également altérer la qualité de la pièce. Par exemple, l'usure de l'outil réduit la précision dimensionnelle du produit fini et affaiblit la résistance de surface. Cela entraîne une augmentation des vibrations entre l'outil et la pièce, endommageant cette dernière. Dans la plupart des cas, ces résultats nuisent à l'efficacité.
L'usure de l'outil peut être mesurée par des méthodes directes et indirectes. La première méthode nécessite d'évaluer les indications de différents signaux, tels que les vibrations, la force d'avance, l'acoustique et la texture de surface. La seconde méthode consiste à mesurer la zone d'usure de l'outil à l'aide d'un outil étalonné.
Lorsque le système de commande de la machine CNC détecte une réduction de la durée de vie de l'outil, l'opérateur peut modifier les paramètres pour prolonger sa durée de vie. Il peut ainsi modifier les vitesses de coupe, les avances, la lubrification, etc.
Taux d'enlèvement de matière (MRR)
Le taux d'enlèvement de matière (TEM) est une mesure de l'efficacité de l'usinage CNC. Il s'agit de la quantité de matière enlevée de la surface du matériau sur une période donnée (généralement par minute). Un TEM élevé indique une efficacité système élevée, tandis qu'un TEM faible indique une faible efficacité système.
Le MRR est affecté par la combinaison de l'avance, de la vitesse de coupe et de la profondeur de coupe. Par exemple, des vitesses de coupe lentes entraînent une faible efficacité du MRR. Cela se traduit par une rupture de l'outil, une finition médiocre et une production lente. À l'inverse, une vitesse de coupe optimale se traduit par un MRR efficace.
Tours par minute (RPM)
La vitesse de rotation se mesure en tours par minute (tr/min). Ce nombre indique le nombre de tours par minute que la broche effectue autour de son axe longitudinal. Le nombre de tours par minute affecte la vitesse de coupe. Un foret de plus grande taille nécessite un régime plus lent qu'un foret plus petit pour une même vitesse de coupe. Par exemple, un foret de moins de 3 millimètres (1/8 pouce) de diamètre nécessite 12 000 tr/min ou plus pour bien couper sans se casser. Les forets de plus grande taille nécessitent des vitesses plus faibles.
La vitesse de rotation ne dépend pas seulement de la taille de l'outil. Le type et la dureté de l'alliage usiné, ainsi que le procédé d'usinage, sont également importants. Cela signifie que chaque objet percé ou découpé possède une vitesse de coupe optimale. Il existe cinq méthodes différentes pour déterminer la vitesse de rotation idéale dans une configuration de perçage. Voici les cinq méthodes les plus courantes :
- Calculs de régime intégrés dans le logiciel FAO
- Application de calculatrice dédiée
- Expérience de l'opérateur
- Formule standard (RPM est égal à quatre multiplié par la vitesse de surface divisée par le diamètre du foret)
- tableau RPM
Des indicateurs avancés pour des informations plus approfondies
Taux de rebut et taux de conformité des pièces
Le taux de rebut correspond au nombre de produits fabriqués sur une période donnée qui ne répondent pas aux exigences de conception et doivent être mis au rebut. Cela étant dit, le rebut représente simplement du temps perdu à fabriquer des pièces de mauvaise qualité. Un taux de rebut élevé indique des problèmes à différentes étapes du processus de fabrication ou d'usinage des métaux. Autrement dit, il réduit l'efficacité de l'usinage CNC.
À l'inverse, le taux de réussite des pièces indique le nombre de pièces qualifiées produites en un temps donné. Un taux de réussite élevé indique une très bonne efficacité de l'usinage CNC.
Fonctionnement général de l'équipement
Le rendement global des équipements (TRG) est une méthode d'évaluation du bon fonctionnement d'une machine. Un événement problématique (comme la casse d'une pièce) peut l'altérer. Le TRG est exprimé sous forme de nombre. Il est obtenu en combinant plusieurs facteurs, tels que la disponibilité de la machine, le taux de qualité des pièces et l'efficacité des performances. Pour déterminer la disponibilité d'une machine, il faut prendre en compte le temps de réglage, le temps de cycle de changement d'outil, les temps d'arrêt, les temps d'arrêt pour maintenance et le temps de fonctionnement.
Quelle quantité d'énergie ou de puissance est utilisée
L'une des méthodes modernes pour mesurer l'efficacité de l'usinage CNC consiste à analyser la quantité d'énergie consommée. C'est un bon moyen de connaître la fréquence de fonctionnement d'une machine CNC. Plus elle fonctionne longtemps, plus elle consomme d'énergie. De même, plus elle fonctionne longtemps, plus le nombre d'unités produites est élevé. Plus la machine est performante, plus elle est performante. Une faible consommation d'énergie signifie généralement que la machine ne fonctionne que peu de temps. Par conséquent, moins d'unités sont produites. En d'autres termes, une faible consommation d'énergie est synonyme de faible productivité.
Coût par pièce
Pour calculer le coût par pièce, divisez le coût total de production par le nombre de pièces. Plus le coût par pièce est bas, plus le nombre de pièces produites est important. Cela signifie également que le processus de production est plus efficace. À l'inverse, un coût par pièce plus élevé signifie que moins de pièces sont produites, ce qui signifie également que le processus de production est moins efficace.
Contrôle qualité et maintenance des équipements
En usinage CNC, le contrôle qualité et la maintenance des équipements sont essentiels. Ils garantissent la précision et la stabilité de l'usinage. Ces facteurs influent directement sur la qualité de la pièce finale.
Contrôle de qualité
Contrôle de la qualité d'usinage CNC peut être réalisée selon les quatre aspects suivants :
- Pcontrôle des processus: Le contrôle des processus surveille en temps réel la force de coupe, les vibrations et la température. Il utilise des capteurs et des systèmes de surveillance pour détecter les problèmes en amont et prendre les mesures correctives nécessaires.
- Mise en place du processus du système de gestion de la qualité : Nous mettrons en œuvre le système de gestion de la qualité ISO 9001. Nous mettrons en place un processus de contrôle qualité rigoureux et des fiches d'enregistrement. Celles-ci garantiront la traçabilité et la recherche de chaque pièce.
- Organiser des inspecteurs professionnels pour le contrôle : Des inspecteurs professionnels sont déployés sur le site de traitement pour effectuer les inspections initiales, intermédiaires et finales des pièces. Ils établissent des rapports d'inspection et analysent les problèmes de traitement. Ils aident également les ingénieurs de fabrication à ajuster et optimiser les paramètres d'usinage.
- Mesure à l'aide d'équipements de test professionnels : Afin de garantir la fiabilité des données de test, l'utilisation d'équipements de test professionnels (tels qu'une machine de mesure de coordonnées, un microscope à outils universel, un instrument d'imagerie, etc.) pour mesurer la taille de la pièce, afin de garantir que les dimensions de traitement finales de la pièce sont conformes aux exigences de conception.
Entretien des équipements
La maintenance des équipements peut être réalisée sous les trois aspects suivants :
- Entretien régulier des machines-outils : Lubrification, nettoyage et inspection réguliers des machines-outils pour assurer le fonctionnement normal des composants de la machine-outil afin de prolonger la durée de vie de l'équipement et la précision de l'usinage.
- Étalonnage régulier des équipements : Afin de garantir la précision et la stabilité du traitement, l'équipement de traitement doit être calibré à intervalles réguliers pour garantir la qualité du traitement des pièces.
- Entretien du système de refroidissement : En raison de la longue durée de traitement de la production, les impuretés dans le liquide de refroidissement de l'équipement deviendront plus nombreuses, ce qui bloquera la canalisation et affectera l'effet de refroidissement. Il est donc nécessaire de nettoyer régulièrement le système de refroidissement et de remplacer le liquide de refroidissement pour assurer la stabilité de la température pendant le processus d'usinage.
Un contrôle qualité rigoureux et un entretien rigoureux des équipements garantissent la qualité des pièces usinées par CNC. Ils assurent également la stabilité des équipements, améliorent la qualité des pièces et l'efficacité de la production, et contribuent ainsi à accroître considérablement le niveau de production et la capacité de l'entreprise.
Résumé
Nous devons optimiser les paramètres d'usinage CNC. C'est essentiel pour améliorer l'efficacité, la qualité et la précision. Pour ce faire, nous définissons l'objectif d'usinage, puis nous choisissons la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de passe appropriées. Nous sélectionnons également la compensation de rayon d'outil adéquate. Nous optimisons les trajectoires d'outil et d'autres paramètres clés, ce qui améliore l'efficacité et la qualité des pièces. Un contrôle qualité rigoureux et une maintenance attentive des équipements sont également indispensables. L'optimisation et l'amélioration continues sont primordiales. Elles permettent aux entreprises d'accroître leur efficacité et leur compétitivité, et garantissent leur développement et leur innovation constants, les aidant ainsi à se positionner en leaders sur le marché.
Yonglihao Machinery se spécialise dans services de prototypage. Nous possédons des années d'expérience et d'expertise en usinage CNC. Si vous avez besoin de conseils, n'hésitez pas à nous contacter. pièces CNC sur mesure, N'hésitez pas à nous contacter. Nous vous proposons des services professionnels et des solutions complètes.
FAQ
Quels sont les paramètres les plus importants à optimiser dans l'usinage CNC ?
Le choix de la vitesse de coupe, de l'avance et de la profondeur de coupe appropriées est essentiel. Il est également essentiel de régler la compensation de rayon d'outil et de choisir la trajectoire optimale. Cela optimisera l'usinage CNC.
Pourquoi l’entretien régulier des machines-outils est-il important ?
La mise en place d'un programme régulier d'entretien des machines-outils comprend le nettoyage, la lubrification et l'étalonnage. Il inclut également l'inspection des composants critiques. Il permet également d'éviter les pannes imprévues et de garantir des performances et une efficacité constantes des machines.
Comment l’optimisation des parcours d’outils améliore-t-elle l’efficacité ?
Des parcours d'outils efficaces minimisent le déplacement de l'outil et raccourcissent temps d'usinageIls réduisent également l'usure des outils et améliorent la qualité de surface, augmentant ainsi la productivité globale.
Quel rôle joue la formation des employés dans l’optimisation de l’usinage CNC ?
Une formation adéquate garantit que les opérateurs maîtrisent l'équipement. Elle les aide à améliorer leurs compétences, à effectuer la maintenance de routine et à réduire les rebuts dus aux erreurs humaines. Cela améliore l'efficacité et réduit les coûts.
