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Dans le domaine de l'industrie de l'usinage, le contrôle précis de la taille des dessins joue un rôle essentiel, qui affecte directement les performances d'assemblage et la qualité des équipements mécaniques. Le principal facteur affectant la taille de l'usinage de précision est le problème d'erreur, car le problème d'erreur est affecté par une variété de facteurs, dans l'usinage de précision de la machine apparaîtra inévitablement une variété de problèmes d'erreur, de sorte que seule l'utilisation de diverses mesures techniques, le contrôle de précision dans une gamme scientifique. Cela nécessite que le personnel technique traite strictement selon les dessins de production et exige strictement le flux du processus d'usinage, afin de garantir au maximum l'exactitude de la taille des dessins de production d'usinage de précision.
Aujourd'hui, avec le développement rapide de l'économie sociale et de la réforme industrielle, le rôle joué par l'usinage de précision est devenu de plus en plus important, et l'industrie chinoise de l'usinage a également fait de grands progrès, non seulement la qualité a été considérablement améliorée, mais elle s'est également considérablement développée. l'échelle de production. Avec le développement du processus d'industrialisation, la précision de l'usinage de précision fait également l'objet de plus en plus d'attention. Il est donc nécessaire de renforcer le contrôle de la précision dans le processus d'usinage (processus d'usinage de précision, le contrôle de la précision doit être accordé une grande importance , et prendre des mesures techniques raisonnables pour résoudre les problèmes.
Contenu de l'usinage et facteurs d'influence
Dans le domaine du traitement mécanique en Chine, il existe une définition claire de la précision du traitement mécanique, qui fait référence au personnel professionnel et technique après l'achèvement du traitement des pièces mécaniques, à l'utilisation d'instruments pour détecter la position des pièces. , forme, taille et données associées, de manière à déterminer le degré de conformité des pièces. D'une manière générale, le principal facteur affectant la précision de l'usinage sont les diverses erreurs générées lors de l'usinage, et les opérateurs et les unités techniques de traitement technique doivent attacher une grande importance à ce problème. En usinage, le contrôle et la maîtrise de la précision sont évidemment liés au problème d'erreur d'usinage. L'erreur d'usinage se reflète principalement par la forme, la taille et la position. C'est grâce à l'utilisation du contrôle mécanique de la taille que l'objectif est de contrôler la précision de l'usinage, en garantissant la qualité de la surface de l'usinage, le contrôle des erreurs de taille d'usinage dans une plage raisonnable. . Dans le processus d'usinage, en raison de l'impact du repère et de la surface d'usinage, cela entraînera une déviation de la position des pièces de précision, de sorte que la verticalité, la position et le parallélisme de l'usinage de précision doivent être strictement contrôlés.
Dans le processus d'usinage de précision, il existe des exigences strictes pour diverses technologies et processus de production, afin de réduire, voire d'éliminer le but des erreurs de technologie d'usinage. En usinage, l'erreur entre la rotation de la broche est un facteur important affectant la précision. Dans le processus de production et de traitement mécaniques modernes, l'erreur causée par le problème de rotation de la broche est très évidente, ce qui est plus évident dans les produits de haute technologie et de haute précision, ce qui constitue également un facteur important affectant le traitement. Pour l'erreur résultante, l'erreur peut être réduite en traitant et en transformant les machines. De plus, des roulements d'une plus grande précision peuvent également être utilisés, ce qui peut également réduire considérablement l'erreur qui en résulte.
En plus de l'erreur causée par la rotation de la broche, l'erreur causée par le problème du montage et de l'outil ne peut être ignorée. En raison des exigences de la production, les fabricants d'usinage rénoveront dans une certaine mesure la taille, le type et le modèle des accessoires et des outils, ce qui aura un plus grand impact sur la précision de l'usinage. Dans le processus de traitement réel, la taille du montage et de l'outil est fixe, ce qui rend impossible l'ajustement de la taille du montage et de l'outil au cours du processus de production et de transformation. Cela entraînera un certain flux d'erreurs dans le traitement mécanique lorsque les paramètres techniques et l'environnement de travail changeront.
De plus, en raison du processus d'utilisation et d'installation des appareils et des outils, la position des appareils et des outils sera modifiée, entraînant des erreurs. Bien entendu, la force de coupe aura également un certain impact sur l’usinage, entraînant la génération d’erreurs, et in fine la précision de l’usinage. En raison de l’influence de l’environnement extérieur et de la température, les pièces usinées peuvent facilement affecter la force de coupe. La plus grande erreur de précision est causée par le changement local du système de processus et la déformation globale. Dans le processus de production et de traitement mécaniques, si le changement de direction du degré de serrage et la rigidité insuffisante des pièces sont affectés, la déformation des pièces usinées sera provoquée et l'usinage produira de nombreuses erreurs, ce qui affectera le contrôle de précision de l’usinage.
Mesures techniques pour contrôler la précision de l'usinage
Dans le processus de production et de traitement mécaniques, le problème de la précision du traitement doit être strictement contrôlé et le problème de précision doit être pris en compte de manière globale, de sorte que la précision du traitement de chaque pièce doit être considérablement améliorée, de manière à améliorer la précision de l'ensemble de la mécanique. équipement. Au cours du processus d'usinage, le erreur d'origine joue un rôle important pour garantir la qualité de l’usinage. Pour les composants mécaniques, il est nécessaire de les classer selon les exigences des réglementations en vigueur, en fonction du matériau, du type, du modèle, de la taille et de l'utilisation, puis de développer une certaine plage de précision et de contrôler l'erreur de précision des pièces usinées au sein de cette plage. gamme. Pour le personnel technique, il est nécessaire de déterminer une plage raisonnable de l'erreur générée lors de l'usinage, et de faire des ajustements raisonnables au montage et à l'outil, de manière à contrôler l'erreur dans cette plage raisonnable, et finalement réduire l'erreur du partie dans la plus grande mesure. Ce n'est qu'en contrôlant les erreurs d'usinage que le contrôle de précision de l'usinage peut être obtenu au maximum, de manière à atteindre l'objectif d'améliorer la précision de l'usinage.
Méthode de compensation des erreurs
La méthode de compensation d'erreur fait référence à l'utilisation de moyens de traitement pour obtenir une compensation d'erreur après l'usinage de pièces mécaniques, afin d'atteindre l'objectif de réduction des erreurs dans le traitement des pièces. La méthode de compensation des erreurs est une mesure technique très importante pour résoudre le problème de rigidité du processus. Le principe principal est de compenser l'erreur d'origine en créant une nouvelle erreur, afin d'améliorer le niveau de contrôle de précision dans l'usinage de précision. La méthode de compensation des erreurs est un moyen important pour réduire les erreurs d’usinage, qui a été largement utilisée dans la pratique au pays et à l’étranger. Dans les réglementations nationales, l'erreur d'origine est généralement représentée par un nombre négatif et l'erreur de compensation est spécifiée par un nombre positif, de sorte que lorsque l'erreur d'origine et l'erreur de compensation sont plus proches de zéro, plus l'erreur d'usinage est faible.
Bien entendu, les méthodes permettant de réduire les erreurs et d’améliorer le contrôle de précision ne sont pas seulement ces deux méthodes, mais aussi les méthode d'erreur de transfert est une méthode plus couramment utilisée pour réduire les erreurs. Par conséquent, dans le processus de production réel, il est nécessaire de choisir une méthode raisonnable pour réduire l'erreur en fonction de différentes situations, afin d'obtenir le meilleur contrôle de précision et de favoriser le développement continu et stable de l'usinage de précision.
L'usinage de filetages est une application essentielle des centres d'usinage CNC. La qualité et l'efficacité de l'usinage des filetages influencent directement la qualité des pièces et l'efficacité de la production. Avec l'amélioration des performances des centres d'usinage CNC et des outils de coupe, les méthodes d'usinage des filetages s'améliorent également, tout comme la précision et l'efficacité. Afin de permettre aux techniciens de choisir judicieusement les méthodes d'usinage, d'améliorer l'efficacité de la production et d'éviter les accidents de qualité, plusieurs méthodes d'usinage couramment utilisées sur les centres d'usinage CNC sont résumées ci-dessous : 1. Taraudage
1.1 Classification et caractéristiques de l'usinage des tarauds. L'usinage des trous filetés par taraudage est la méthode d'usinage la plus courante. Elle est principalement applicable aux trous filetés de petit diamètre (d30) nécessitant peu de précision de positionnement.
Dans les années 1980, la méthode de taraudage flexible a été adoptée pour les trous filetés. La pince de taraudage flexible permettait de serrer le taraud. Cette pince permettait de compenser axialement les erreurs d'avance dues à la désynchronisation entre l'avance axiale de la machine-outil et la vitesse de broche, garantissant ainsi un pas correct. Cependant, la pince de taraudage flexible présente une structure complexe, un coût élevé, une grande facilité d'endommagement et une faible efficacité d'usinage. Ces dernières années, la performance des centres d'usinage CNC a progressivement évolué, et la fonction de taraudage rigide est devenue la configuration de base des centres d'usinage CNC.
Le taraudage rigide est donc devenu la principale méthode d'usinage de filetage. Le taraud est serré par une pince à ressort rigide, et l'avance de la broche est adaptée à la vitesse de broche contrôlée par la machine-outil. Comparé au mandrin de taraudage flexible, le mandrin à ressort présente les avantages d'une structure simple, d'un prix abordable et d'une large gamme d'applications. Outre le maintien du taraud, il peut également accueillir une fraise, un foret et d'autres outils, ce qui réduit le coût de l'outillage. De plus, le taraudage rigide permet l'usinage à grande vitesse, améliorant ainsi l'efficacité du centre d'usinage et réduisant les coûts de fabrication.
1.2 Détermination du diamètre du fond du trou fileté avant taraudage. L'usinage du fond du trou fileté a un impact important sur la durée de vie et la qualité du filetage. En général, le diamètre du foret du fond du trou fileté est proche de la limite supérieure de tolérance. Par exemple, pour un trou fileté M8 de 6,7 mm (0,27 mm), un diamètre de foret de 6,9 mm est recommandé. Cela permet de réduire la surépaisseur d'usinage et la charge du taraud, et d'en améliorer la durée de vie.
1.3 Choix du taraud. Lors du choix d'un taraud, il convient de le sélectionner en fonction des matériaux à traiter. L'outillage produit différents types de tarauds en fonction des différents matériaux à traiter, et une attention particulière doit être portée à leur sélection.
Le taraud est plus sensible aux matériaux traités que la fraise et l'aléseuse. Par exemple, l'utilisation d'un taraud pour usiner de la fonte et des pièces en aluminium peut facilement provoquer des pertes de filetage, des filetages irréguliers, voire des ruptures, entraînant la mise au rebut de la pièce. Il convient également de distinguer le taraud pour trou débouchant du taraud pour trou borgne. Le guide avant du taraud pour trou débouchant est long, et l'évacuation des copeaux se fait sur le premier copeau. Le guide avant du trou borgne est court, et l'évacuation des copeaux se fait sur le second copeau. L'usinage d'un trou borgne avec un taraud pour trou débouchant ne garantit pas la profondeur de filetage. De plus, si une pince de taraudage flexible est utilisée, il convient de noter que le diamètre de la poignée et la largeur des quatre côtés doivent être identiques à ceux de la pince de taraudage ; le diamètre de la poignée pour un taraudage rigide doit être identique à celui de la chemise de ressort. En résumé, seul un choix judicieux du taraud peut garantir un usinage fluide.
1.4 Programmation CN de l'usinage de tarauds. La programmation de l'usinage de tarauds est relativement simple. Le centre d'usinage se contente généralement de la sous-routine de taraudage et n'a plus qu'à assigner des valeurs à divers paramètres. Cependant, il convient de noter que la signification de certains paramètres varie selon les systèmes CN et les formats de sous-routine. Par exemple, le format de programmation du système de commande Siemens 840C est g84 x_y_r2_r3_r4_r5_r6_r7_r8_r9_r10_r13_. Seuls ces 12 paramètres doivent être assignés lors de la programmation.
2. Méthode de fraisage de filetage2.1 Caractéristiques du fraisage de filetageLe fraisage de filetage adopte un outil de fraisage de filetage et une liaison à trois axes du centre d'usinage, c'est-à-dire une interpolation d'arc sur les axes x et y et une avance linéaire sur l'axe z.
Le fraisage de filets est principalement utilisé pour l'usinage de gros trous filetés et de trous filetés dans des matériaux difficiles à usiner. Il présente les principales caractéristiques suivantes : (1) une vitesse d'usinage élevée, un rendement élevé et une grande précision. L'outil est généralement en carbure cémenté, ce qui lui confère une grande vitesse de déplacement. Sa grande précision de fabrication permet une précision de filetage élevée. (2) L'outil de fraisage offre un large champ d'application. Tant que le pas est identique, qu'il s'agisse d'un filetage à gauche ou à droite, un seul outil peut être utilisé, ce qui permet de réduire le coût de l'outil.
(3) Le fraisage facilite l'enlèvement des copeaux et le refroidissement, et offre de meilleures conditions de coupe que le taraudage. Il est particulièrement adapté au filetage de matériaux difficiles à usiner tels que l'aluminium, le cuivre et l'acier inoxydable, notamment pour le filetage de grandes pièces et de composants en matériaux précieux, garantissant ainsi la qualité du filetage et la sécurité de la pièce. (4) L'absence de guide d'outil permet l'usinage de trous borgnes à fond de filetage court et de trous sans rainure de retour d'outil. 2.2 Classification des outils de fraisage de filetage
Les fraises à fileter se divisent en deux types : la fraise à lame en carbure cémenté à serrage mécanique et la fraise à lame en carbure cémenté intégrée. La fraise à serrage mécanique offre un large éventail d'applications. Elle peut usiner des trous dont la profondeur de filetage est inférieure ou supérieure à la longueur de la lame. La fraise à lame en carbure cémenté intégrée est généralement utilisée pour usiner des trous dont la profondeur de filetage est inférieure à la longueur de l'outil. 2.3 Programmation CN du filetage : La programmation d'une fraise à fileter diffère de celle des autres outils. Un programme d'usinage incorrect peut facilement endommager l'outil ou entraîner des erreurs de filetage. Les points suivants doivent être pris en compte lors de la programmation :
(1) Premièrement, le trou fileté inférieur doit être usiné avec soin : le trou de petit diamètre doit être foré et le trou de plus grand doit être alésé afin de garantir la précision du filetage inférieur. (2) Lors de l'insertion et du retrait de l'outil, une trajectoire en arc de cercle, généralement d'un demi-tour, doit être adoptée, avec un demi-pas sur l'axe Z, afin de garantir la forme du filetage. La valeur de compensation du rayon de l'outil doit être alors définie. (3) L'arc de cercle sur les axes X et Y doit être interpolé pendant une semaine, et l'arbre principal doit effectuer un pas sur l'axe Z, sous peine de déformation désordonnée des filetages.
(4) Exemple de programme spécifique : le diamètre de la fraise à fileter est de 16. Le trou fileté est de M48 1,5, la profondeur du trou fileté est de 14. La procédure d’usinage est la suivante : (la procédure du trou inférieur fileté est omise, et le trou inférieur doit être alésé) G0 G90 g54 x0 y0g0 Z10 m3 s1400 m8g0 z-14,75 avance au filetage le plus profond G01 G41 x-16 Y0 F2000 déplacement vers la position d’avance, ajout d’une compensation de rayon G03 x24 Y0 z-14 I20 J0 f500 coupe avec 1/2 cercle d’arc G03 x24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 coupe le filetage entier G03 x-16 Y0 z0,75 I-20 J0 f500 coupe avec 1/2 cercle d’arc G01 G40 x0 Y0 revient au centre et annule la compensation de rayon G0 Z100M30
3. Méthode d'encliquetage 3.1 Caractéristiques de la méthode d'encliquetage. Des trous filetés de grande taille peuvent parfois être rencontrés sur des pièces en carton. En l'absence de taraud et de fraise à fileter, une méthode similaire à celle du tour peut être adoptée.
Installer l'outil de tournage sur la barre d'alésage pour percer le filetage. L'entreprise a traité un lot de pièces avec un filetage M52x1,5 et un degré de positionnement de 0,1 mm (voir figure 1). En raison des exigences de positionnement élevées et de la taille importante du trou fileté, l'usinage avec un taraud est impossible, et il n'y a pas de fraise à fileter. Après l'essai, la méthode de prélèvement de filetage est adoptée pour garantir les exigences d'usinage. 3.2 Précautions pour la méthode de prélèvement de boucle
(1) Après le démarrage de la broche, un délai doit être respecté pour garantir que la broche atteigne sa vitesse nominale. (2) Lors du retrait de l'outil, s'il s'agit d'un outil à filetage rectifié manuellement, le retrait inverse de l'outil est impossible en raison de l'impossibilité d'un affûtage symétrique. L'orientation de la broche doit être respectée, l'outil se déplace radialement, puis le retrait de l'outil est effectué. (3) La fabrication de la barre de coupe doit être précise, notamment la position de la rainure de la fraise doit être constante. En cas d'irrégularité, il est impossible d'utiliser plusieurs barres de coupe pour l'usinage, sous peine de provoquer un gauchissement désordonné.
(4) Même une boucle très fine ne peut être crochetée avec un seul couteau, sous peine de perte de dents et de mauvaise rugosité de surface. Au moins deux couteaux doivent être utilisés. (5) L'efficacité de l'usinage est faible, ce qui ne s'applique qu'aux pièces uniques, aux petites séries, aux filetages à pas spécial et sans outil correspondant. 3.3 Procédures spécifiques
N5 G90 G54 G0 X0 Y0N10 Z15N15 S100 M3 M8
N20 G04 X5 retard pour que la broche atteigne la vitesse nominaleN25 G33 z-50 K1.5 tendeurN30 M19 orientation de la broche
Fraise N35 G0 X-2Rétraction d'outil N40 G0 z15Montage : JQ
Dans la production moderne, l'usinage CNC (commande numérique par ordinateur) joue un rôle essentiel. Parmi les procédés d'usinage les plus courants, on retrouve le tournage, le fraisage, le découpage et l'usinage combiné tournage-fraisage. Chacun possède des caractéristiques et un domaine d'application spécifiques, ainsi que des avantages et des inconvénients. Une compréhension approfondie des similitudes et des différences entre ces technologies d'usinage est cruciale pour optimiser le processus de production et améliorer la qualité et l'efficacité des opérations.
Avantages et inconvénients des procédés d'usinage tels que le tournage CNC, le fraisage, le découpage et l'usinage combiné tournage-fraisage.
Tournage CNC
(1) Avantages
1. Convient au traitement de pièces rotatives, telles que des arbres, des pièces de disque, permet de réaliser efficacement le traitement de la surface extérieure, intérieure, du filetage et autres.
2. Parce que l'outil se déplace le long de l'axe de la pièce, la force de coupe est généralement plus stable, ce qui contribue à garantir la précision d'usinage et la qualité de surface.
(2) Inconvénients
1. Pour les pièces non rotatives ou les pièces de formes complexes, la capacité de traitement du tournage est limitée.
2. Un dispositif de serrage ne peut généralement traiter qu'une seule surface ; le traitement multiface nécessite plusieurs dispositifs de serrage, ce qui peut affecter la précision du traitement.
Fraisage CNC
(1) Avantages
1. Peut traiter des pièces de formes variées, notamment planes, surfaciques, creuses, etc., avec une grande polyvalence.
2. L'usinage de haute précision de formes complexes peut être réalisé grâce à une liaison multi-axes.
(2) Inconvénients
1. Lors du traitement d'arbres minces ou de pièces à parois minces, il est facile de les déformer en raison de l'action de la force de coupe.
2. La vitesse de coupe du fraisage est généralement plus élevée, l'usure de l'outil est plus rapide et le coût est relativement élevé.
Découpe CNC
(1) Avantages
1. On peut obtenir une précision d'usinage et une rugosité de surface élevées.
2. Convient au traitement de matériaux de haute dureté.
(2) Inconvénients
1. La vitesse de coupe est lente et l'efficacité du traitement est relativement faible.
2. Exigences plus élevées en matière d'outillage et coûts d'outillage plus élevés.
Usinage composite par tournage et fraisage CNC
(1) Avantages
1. Fonctions intégrées de tournage et de fraisage : un seul serrage permet de réaliser plusieurs opérations, de réduire les temps de serrage, d’améliorer la précision d’usinage et l’efficacité de la production.
2. Peut traiter des pièces de forme complexe, compensant ainsi l'absence d'un processus de tournage ou de fraisage unique.
(2) Inconvénients
1. Le coût de l'équipement est élevé, et les exigences techniques pour l'opérateur le sont également.
2. La programmation et la planification des processus sont relativement complexes.
Les procédés d'usinage CNC (tournage, fraisage, découpe et opérations combinées tournage-fraisage) présentent chacun des avantages et des inconvénients. En production, le choix de la technologie d'usinage doit être judicieux et tenir compte des caractéristiques structurelles des pièces, des exigences de précision, du volume de production et d'autres facteurs afin d'optimiser le rendement et la rentabilité. Grâce aux progrès technologiques constants, ces procédés continueront d'évoluer et de s'améliorer, contribuant ainsi au développement de l'industrie manufacturière.
Les similitudes et les différences entre le tournage, le fraisage, le découpage et l'usinage combiné tournage-fraisage CNC sont analysées sous différents angles.
1. Traitement des objets et des formes
1. Tournage : principalement adapté au traitement de pièces rotatives, telles que des arbres, des disques, des manchons, peut traiter efficacement les cercles extérieurs, les cercles intérieurs, les cônes, les filetages, etc.
2. Fraisage : meilleur pour le traitement des plans, des marches, des rainures, des surfaces, etc., avec des avantages pour les pièces non rotatives et les pièces aux contours complexes.
3. Découpe : Elle est généralement utilisée pour l'usinage de précision des pièces afin d'obtenir une surface et une taille de haute précision.
4. Traitement composite tournage-fraisage : Il intègre les fonctions de tournage et de fraisage et peut traiter des pièces aux formes complexes et aux caractéristiques rotatives et non rotatives.
2. Mode de déplacement de l'outil
1. Tournage : L'outil se déplace en ligne droite ou en courbe le long de l'axe de la pièce.
2. Fraisage : L'outil tourne autour de son propre axe et effectue un mouvement de translation le long de la surface de la pièce.
3. Coupe : L'outil effectue une action de coupe précise par rapport à la pièce.
4. Traitement composite tournage et fraisage : sur la même machine-outil, pour obtenir différentes combinaisons de mouvements d'outils de tournage et d'outils de fraisage.
3. Précision d'usinage et qualité de surface
1. Tournage : Lors du traitement de la surface du corps rotatif, on peut obtenir une précision plus élevée et une meilleure qualité de surface.
2. Fraisage : La précision d'usinage des profils plats et complexes dépend de la précision de la machine-outil et du choix de l'outil.
3. Découpe : Une très haute précision et une excellente rugosité de surface peuvent être obtenues.
4. Usinage composite tournage-fraisage : combinant les avantages du tournage et du fraisage, il peut répondre aux exigences de haute précision, mais la précision est également affectée par l'impact global de la machine-outil et du processus.
4. Efficacité du traitement
1. Tournage : Pour le traitement de grandes quantités de pièces rotatives, haute efficacité.
2. Fraisage : Lors de l'usinage de formes complexes et de pièces polyédriques, l'efficacité dépend de la trajectoire de l'outil et des performances de la machine.
3. Découpe : Parce que la vitesse de découpe est relativement lente, l'efficacité du traitement est généralement faible, mais elle est indispensable pour répondre aux exigences de haute précision.
4. Usinage composite de tournage et de fraisage : un seul serrage pour réaliser divers processus, réduire le temps de serrage et les erreurs, améliorer l'efficacité globale du traitement.
5. Coût et complexité de l'équipement
1. Machine de tournage : structure relativement simple, coût relativement faible.
2. Fraiseuse : Le coût varie en fonction du nombre d'arbres et des fonctions, et celui d'une fraiseuse multi-axes est plus élevé.
3. Matériel de découpe : généralement plus sophistiqué, plus coûteux.
4. Machine de traitement composite de tournage et de fraisage : intégrée avec une variété de fonctions, coût d'équipement élevé, système de contrôle complexe.
6. Domaines d'application
1. Tournage : largement utilisé dans l'industrie automobile, la fabrication de machines et d'autres industries de traitement de pièces d'arbres.
2. Fraisage : Il est souvent utilisé pour le traitement de pièces complexes dans la fabrication de moules, l'aérospatiale et d'autres domaines.
3. Découpe : Souvent utilisée dans les instruments de précision, l'électronique et d'autres industries aux exigences de haute précision.
4. Usinage composite par tournage et fraisage : dans la fabrication haut de gamme, les équipements médicaux et d'autres domaines, il a des applications importantes pour le traitement de pièces complexes et de haute précision.
Le tournage, le fraisage, la découpe et l'usinage composite par tournage-fraisage CNC présentent de nombreuses similitudes et différences ; le choix de la technologie d'usinage appropriée doit donc être basé sur les besoins spécifiques d'usinage et les conditions de production.
Comparaison de l'efficacité de l'usinage combiné tournage-fraisage avec l'usinage par tournage et fraisage
La comparaison de l'efficacité de l'usinage combiné tournage-fraisage, tournage-fraisage, ne peut être simplement généralisée, mais est affectée par de nombreux facteurs.
Le tournage offre un rendement élevé pour l'usinage de pièces rotatives, notamment pour la production en grande série d'arbres et de disques standard. Le mouvement de l'outil est relativement simple, la vitesse de coupe est élevée et la coupe en continu est possible.
Le fraisage présente des avantages pour l'usinage de surfaces planes, de marches, de rainures et de contours complexes. Cependant, pour l'usinage de pièces rotatives simples, son rendement peut être inférieur à celui du tournage.
L'usinage combinant tournage et fraisage réunit les avantages de ces deux procédés et permet de réaliser les opérations de tournage et de fraisage en une seule étape, réduisant ainsi le nombre d'étapes et les erreurs de positionnement. Pour les pièces de forme complexe présentant des caractéristiques à la fois rotatives et non rotatives, l'usinage combiné permet d'améliorer considérablement la productivité.
Toutefois, les gains d'efficacité liés à la combinaison du tournage et du fraisage peuvent ne pas être évidents dans les cas suivants :
1. Lors du traitement de pièces simples qui ne nécessitent qu'un tournage ou un fraisage en une seule opération, en raison du coût élevé et de la complexité de la machine-outil complexe de tournage-fraisage, celle-ci peut ne pas être aussi efficace qu'une machine de tournage ou de fraisage spécialisée.
2. Dans la production en petites séries, le temps de réglage et de programmation de la machine-outil représente une part importante du cycle de traitement complet, ce qui peut affecter l'avantage d'efficacité du traitement composite tournage-fraisage.
En général, pour la production en moyenne et grande série de pièces complexes, l'usinage composite tournage-fraisage présente généralement une efficacité globale supérieure ; pour les pièces simples ou la production en petites séries, le tournage et le fraisage peuvent être plus efficaces dans certaines situations.
Le tournage, le fraisage, le découpage et l'usinage combiné tournage-fraisage par commande numérique (CNC) constituent un outil essentiel de l'industrie manufacturière moderne. Le tournage est idéal pour l'usinage de pièces rotatives, le fraisage permet de traiter des formes complexes et des polyèdres, le découpage assure un traitement de surface de haute précision, et l'usinage combiné tournage-fraisage combine les deux, permettant de réaliser diverses opérations en une seule opération. Chaque procédé présente des avantages et un domaine d'application spécifiques : le tournage offre une grande efficacité pour l'usinage de pièces rotatives, le fraisage une grande polyvalence pour répondre aux besoins de contours complexes, et le découpage une excellente précision. L'usinage combiné tournage-fraisage allie précision et efficacité. En production, le choix judicieux des procédés, en fonction des caractéristiques des pièces, des exigences de précision, de la taille des lots et d'autres facteurs, permet d'atteindre des objectifs de fabrication de haute qualité, de haute efficacité et de faible coût, contribuant ainsi au développement et au progrès continus de l'industrie manufacturière.
Le forage à commande numérique est une méthode de forage utilisant la technologie de commande numérique. Il présente les caractéristiques de haute précision, de rendement élevé et de répétabilité élevée. Grâce à la préprogrammation pour définir la position de perçage, la profondeur, la vitesse et d'autres paramètres, les machines-outils CNC peuvent effectuer automatiquement des opérations de perçage complexes.
La perceuse CNC est généralement composée d'un système de contrôle, d'un système d'entraînement, d'un corps de machine et d'un dispositif auxiliaire. Le système de contrôle est le noyau, responsable du traitement et de l'envoi des instructions ; Le système d'entraînement réalise le mouvement de chaque axe de la machine-outil ; Le corps de la machine fournit une plate-forme de forage et un support structurel ; Les dispositifs auxiliaires comprennent un système de refroidissement, un système d'élimination des copeaux, etc., pour garantir le bon déroulement du processus. Dans l'industrie manufacturière, le perçage CNC est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, la fabrication de moules et d'autres domaines, ce qui peut répondre à la demande de perçage de pièces de haute précision et améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits.
Le principe de traitement de la technologie de perçage CNC comprend principalement les étapes suivantes:
1. La programmation: Le schéma de perçage et les paramètres conçus sont convertis en programme de traitement identifiable de la machine-outil CNC, via le clavier du panneau de commande ou de la machine d'entrée pour envoyer des informations numériques au périphérique CNC.
2. Traitement du signal: Le dispositif CNC effectue une série de traitements sur le signal d'entrée, envoie le système d'asservissement d'alimentation et d'autres commandes d'exécution, et envoie S, M, T et d'autres signaux de commande au contrôleur programmable.
3. Exécution de machines-outils: Une fois que le contrôleur programmable a reçu S, M, T et d'autres signaux de commande, il contrôle le corps de la machine-outil pour exécuter ces commandes immédiatement et transmet l'exécution du corps de la machine-outil au dispositif CNC en temps réel.
4. Contrôle du déplacement: Une fois que le système d'asservissement a reçu la commande d'exécution de l'alimentation, les axes de coordonnées du corps principal de la machine-outil d'entraînement (mécanisme d'alimentation) sont déplacés avec précision en stricte conformité avec les exigences de l'instruction et le traitement de la pièce est automatiquement terminé.
5. Commentaires en temps réel: Dans le processus de déplacement de chaque axe, le dispositif de retour de détection renvoie rapidement la valeur mesurée du déplacement au dispositif de commande numérique, de manière à la comparer avec la valeur de commande, puis émet des instructions de compensation au système d'asservissement à un rythme très rapide. vitesse jusqu'à ce que la valeur mesurée soit cohérente avec la valeur de commande.
6. Protection hors de portée: dans le processus de déplacement de chaque axe, si le phénomène de « dépassement de plage » se produit, le dispositif de limitation peut envoyer des signaux au contrôleur programmable ou directement au dispositif de commande numérique, le système de commande numérique d'une part envoie une alarme signal via l'écran, d'autre part, il envoie une commande d'arrêt au système d'asservissement d'alimentation pour mettre en œuvre une protection contre les dépassements de plage.
La technologie de perçage CNC présente les caractéristiques de traitement suivantes:
1. Haut degré d'automatisation: l'ensemble du processus de traitement est contrôlé par un programme pré-préparé, réduisant ainsi l'intervention manuelle et améliorant l'efficacité de la production.
2. Haute précision: Il peut réaliser un perçage de haute précision, un positionnement précis et la précision de la taille et de la forme du trou est garantie.
3. Bonne cohérence du traitement: tant que la procédure reste inchangée, la qualité du produit est stable et la répétabilité est élevée.
4, capacité de traitement de forme complexe: peut traiter une variété de formes et de structures complexes de la pièce pour répondre à divers besoins.
5. Large gamme d'adaptation: convient au perçage d'une variété de matériaux, notamment le métal, le plastique, les matériaux composites, etc.
6. Efficacité de production élevée: système de changement d'outil automatique rapide et capacité de traitement continu, raccourcissant considérablement le temps de traitement.
7. Facile à ajuster et à modifier: les paramètres et le processus de forage peuvent être ajustés en modifiant le programme, et la flexibilité est forte.
8. Une liaison multi-axes peut être réalisée: le perçage peut être effectué dans plusieurs directions en même temps, améliorant ainsi la complexité et la précision du traitement.
9. Surveillance intelligente: Il peut surveiller divers paramètres du processus de traitement en temps réel, tels que la force de coupe, la température, etc., détecter les problèmes à temps et les ajuster.
10. Bonne interaction homme-machine: l'opérateur peut facilement utiliser et surveiller via l'interface d'exploitation.
La précision d'usinage de la technologie de perçage CNC est principalement assurée par les aspects suivants:
1. Précision des machines-outils: la sélection de machines-outils de perçage CNC de haute précision, y compris la conception structurelle de la machine-outil, le processus de fabrication et la précision de l'assemblage. Des rails de guidage, des vis mères et d'autres composants de transmission de haute qualité peuvent réduire les erreurs de mouvement.
2. Système de contrôle: Le système CNC avancé peut contrôler avec précision la trajectoire de mouvement et la vitesse de la machine-outil pour réaliser des opérations de positionnement et d'interpolation de haute précision, afin de garantir la précision de la position et de la profondeur de perçage.
3. Sélection et installation des outils: Sélectionnez le foret approprié et assurez-vous de la précision de son installation. La qualité, la géométrie et l'usure de l'outil affectent la précision de l'usinage.
4. Refroidissement et lubrification: Un bon système de refroidissement et de lubrification peut réduire la génération de chaleur de coupe, réduire l'usure des outils, maintenir la stabilité du processus de traitement et contribuer à améliorer la précision.
5. Précision de la programmation: Une programmation précise est la base pour garantir la précision de l’usinage. Réglage raisonnable des coordonnées de perçage, de la vitesse d'avance, de la profondeur de coupe et d'autres paramètres pour éviter les erreurs de programmation.
6. Mesure et compensation: Grâce à l'équipement de mesure permettant de détecter la pièce après le traitement, les résultats de mesure sont renvoyés au système de commande numérique pour compenser les erreurs, afin d'améliorer encore la précision du traitement.
7. Positionnement du luminaire: pour assurer le positionnement précis et fiable de la pièce sur la machine-outil, réduire l'impact de l'erreur de serrage sur la précision d'usinage.
8. Environnement de traitement: une température stable, une humidité et un environnement de travail propre aident à maintenir la précision et la stabilité de la machine-outil, afin de garantir la précision du traitement.
9. Entretien régulier: Entretien régulier de la machine-outil, y compris la vérification et le réglage de la précision de la machine-outil, le remplacement des pièces usées, etc., pour garantir que la machine-outil est toujours en bon état de fonctionnement.
Dans la technologie de perçage CNC, la qualité de surface du perçage peut être améliorée par les méthodes suivantes:
1. Choisissez le bon outil: En fonction du matériau de traitement et des exigences de perçage, choisissez des forets de haute qualité, tranchants et géométriquement optimisés. Par exemple, l’utilisation de forets revêtus peut réduire la friction et l’usure et améliorer la qualité de la surface.
2. Optimiser les paramètres de coupe: Réglez raisonnablement la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe. Une vitesse de coupe plus élevée et une avance appropriée aident généralement à obtenir une meilleure finition de surface, mais il convient de veiller à éviter une usure excessive de l'outil ou une instabilité d'usinage due à des paramètres incorrects.
3. Refroidissement et lubrification complets: L'utilisation d'un lubrifiant de refroidissement efficace élimine en temps opportun la chaleur de coupe, réduit la température de coupe, réduit l'usure des outils et la formation de tumeurs de copeaux, améliorant ainsi la qualité de la surface.
4. Contrôler l'allocation de traitement: avant de percer, organisez raisonnablement le processus de prétraitement, contrôlez la tolérance de la partie de perçage et évitez tout impact excessif ou inégal sur la qualité de la surface.
5. Améliorer la précision et la stabilité de la machine-outil: entretenir et calibrer régulièrement la machine-outil pour garantir la précision du mouvement et la rigidité de la machine-outil, et réduire l'impact des vibrations et des erreurs sur la qualité de la surface.
6. Optimiser le chemin de forage: adopter des méthodes d'alimentation et de rétraction raisonnables pour éviter les bavures et les rayures à l'ouverture du trou.
7. Contrôler l’environnement de traitement: garder l'environnement de traitement propre, température et humidité constantes, réduire l'interférence des facteurs externes sur la précision du traitement et la qualité de la surface.
8. Utiliser le perçage étape par étape: pour les trous de plus grand diamètre ou avec des exigences de haute précision, la méthode de perçage étape par étape peut être utilisée pour réduire progressivement l'ouverture et améliorer la qualité de la surface.
9. Traitement des murs de trous: Après le perçage, si nécessaire, un polissage, un meulage et d'autres méthodes de traitement ultérieures peuvent être utilisées pour améliorer encore la qualité de surface du trou.
La technologie de perçage CNC a été largement utilisée dans les domaines suivants:
1. Domaine aérospatial: Les composants utilisés dans la fabrication des avions et des engins spatiaux, tels que les structures d'ailes, les composants de moteurs, etc., ont des exigences élevées en matière de précision et de qualité.
2. Industrie automobile: perçage et traitement du bloc-cylindres de moteur automobile, de la coque de transmission, des pièces de châssis, etc., pour assurer la coordination précise des pièces.
3. Fabrication d'équipements électroniques: Il joue un rôle important dans le perçage des cartes de circuits imprimés (PCB) pour garantir la précision des connexions des circuits.
4. Fabrication de moules: perçage de haute précision pour tous types de moules tels que les moules d'injection, les matrices d'estampage, etc., afin de répondre à la structure complexe et aux exigences de haute précision du moule.
5. Domaine des dispositifs médicaux: pièces de précision pour la production de dispositifs médicaux, telles que des instruments chirurgicaux, des pièces prothétiques, etc.
6. Industrie de l'énergie: y compris les équipements de production d'énergie éolienne, les équipements pétrochimiques et d'autres pièces de forage.
7. Fabrication maritime: perçage et traitement de pièces de moteurs marins, de pièces structurelles de coque, etc.
8. Industrie militaire: fabrication de pièces d’armes et d’équipements pour garantir leurs performances et leur fiabilité.
En bref, la technologie de perçage CNC occupe une place indispensable dans tous les domaines de l'industrie moderne en raison de sa haute précision, de sa grande efficacité et de sa flexibilité.
La tendance de développement de la technologie de perçage CNC se reflète principalement dans les aspects suivants:
1. Précision et vitesse supérieures: Avec l'amélioration continue des exigences de qualité des produits et d'efficacité de production de l'industrie manufacturière, la technologie de perçage CNC se développera dans le sens d'une précision de positionnement, d'une précision de répétition et d'une vitesse de perçage plus rapides.
2. Intelligence et automatisation: l'intégration de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique et d'autres technologies pour réaliser une programmation automatique, une optimisation automatique des paramètres de traitement, un diagnostic automatique des défauts et des fonctions de compensation automatique des erreurs, réduire davantage les interventions manuelles, améliorer l'efficacité du traitement et la stabilité de la qualité.
3. Liaison multi-axes et usinage composite: Le développement de la technologie de perçage à liaison multi-axes permet de réaliser le perçage de formes complexes et multi-angles en un seul serrage. Dans le même temps, avec d'autres processus de traitement tels que le fraisage, le meulage, etc., pour obtenir une énergie multi-machine, améliorer l'efficacité et la précision du traitement.
4. Protection de l'environnement vert: Concentrez-vous sur les économies d'énergie et la réduction de la consommation, en utilisant des systèmes d'entraînement plus efficaces et des technologies d'économie d'énergie pour réduire la consommation d'énergie. Parallèlement, l’utilisation et le traitement du fluide de coupe sont optimisés pour réduire l’impact sur l’environnement.
5. Miniaturisation et grande échelle: d'une part, il répond aux besoins de haute précision et de haute stabilité du perçage de micro-pièces ; D’un autre côté, il peut traiter le forage à grande échelle de grandes pièces structurelles telles que des navires et des ponts.
6. Réseau et télécommande: Grâce au réseau pour réaliser l'interconnexion entre les équipements, la surveillance à distance, le diagnostic et la maintenance, améliorer l'efficacité et la commodité de la gestion de la production.
7. Nouvelle adaptabilité des matériaux: peut s'adapter à de nouveaux matériaux tels que les superalliages, les matériaux composites et autres traitements de forage, développer les outils et processus correspondants.
8. Optimisation de l'interaction homme-machine: une interface d'interaction homme-machine plus conviviale et plus pratique facilite la programmation, l'exploitation et la surveillance des opérateurs.
En tant que méthode de traitement importante dans l'industrie manufacturière moderne, la technologie de perçage CNC présente de nombreux avantages et de vastes domaines d'application. Le principe d'usinage permet un perçage de haute précision grâce à la programmation, au traitement du signal, à l'exécution de la machine-outil et à d'autres étapes. En termes de caractéristiques, il présente les avantages d'un degré élevé d'automatisation, d'une haute précision, d'une bonne cohérence et d'une large gamme d'adaptation. Afin de garantir la précision de l'usinage, cela dépend de nombreux facteurs tels que la précision de la machine-outil, le système de contrôle et la sélection des outils. La qualité de la surface de perçage peut être améliorée en sélectionnant les outils de coupe et en optimisant les paramètres de coupe. À l'avenir, la tendance de développement de la technologie de perçage CNC s'orientera vers une précision et une vitesse plus élevées, l'intelligence et l'automatisation, la liaison multi-axes et le traitement des composites, la protection de l'environnement vert, la miniaturisation et à grande échelle, la mise en réseau et le contrôle à distance, l'adaptabilité des nouveaux matériaux et optimisation des interactions homme-machine. Il est prévisible que la technologie de perçage CNC continuera d'innover et de se développer, apportant ainsi un soutien plus puissant au progrès de l'industrie manufacturière.