Résumé de l'expérience en usinage CNC

En raison de la complexité de l'usinage CNC-impliquant des variables telles que les machines-outils, les matériaux, les outils de coupe, les méthodes de coupe et les paramètres de configuration-atteindre un niveau élevé de compétence dans ce domaine (que ce soit en usinage ou en programmation) nécessite beaucoup de temps. Ce qui suit est un résumé de l’expérience pratique acquise par les ingénieurs au cours de longues périodes de production. Il couvre des aspects tels que les processus d'usinage, les étapes opérationnelles, la sélection des paramètres d'outils et la surveillance des processus, et est destiné à votre référence.

(1) **Séquencement basé sur les outils- :** Les opérations sont réparties en fonction des outils de coupe utilisés. Un seul outil réalise toutes les fonctionnalités réalisables sur la pièce avant que le deuxième ou le troisième outil ne soit utilisé pour compléter les fonctionnalités restantes. Cette approche réduit le nombre de changements d'outils, minimise le temps de non--coupe (coupe à l'air-) et réduit les erreurs de positionnement inutiles.

(2) **Séquençage basé sur les fonctionnalités- :** Pour les pièces présentant des exigences d'usinage étendues, le travail peut être divisé en fonction de caractéristiques structurelles-telles que les caractéristiques internes, les profils externes, les surfaces courbes ou les surfaces planes. Généralement, les surfaces planes et les surfaces de positionnement sont usinées avant les trous ; les formes géométriques simples sont usinées avant les formes complexes ; et les éléments nécessitant une précision moindre sont usinés avant ceux nécessitant une précision plus élevée.

(3) **Séquence d'ébauche et de finition :** Pour les pièces sujettes à la déformation, les opérations d'ébauche et de finition doivent généralement être séparées. En effet, des mesures correctives (telles qu'un ré-alignement) peuvent être nécessaires après l'ébauche pour corriger toute déformation résultante.
En résumé, lors de la division des opérations, il faut prendre en compte de manière flexible des facteurs tels que la structure et la fabricabilité de la pièce, les capacités de la machine-outil, l'étendue de l'usinage CNC requis, le nombre d'installations et l'organisation de production de l'installation. Le choix entre les opérations de concentration (moins d'installations) et les opérations de dispersion (plus d'installations) doit être basé sur la situation spécifique, tout en recherchant toujours une approche rationnelle.

La séquence d'usinage doit être déterminée en fonction de la structure de la pièce, de l'état du brut (ébauche) et des exigences de positionnement et de serrage, en veillant principalement à garantir que la rigidité de la pièce ne soit pas compromise. La séquence doit généralement suivre ces principes :

(1) L'usinage lors d'une étape précédente ne doit pas interférer avec le positionnement et le serrage nécessaires à l'étape suivante ; les opérations impliquant des machines-outils-à usage général intercalées entre les étapes doivent également être prises en compte.

(2) Usiner les caractéristiques internes et les cavités avant d'usiner les contours externes.

(3) Les opérations partageant les mêmes méthodes de positionnement et de serrage ou le même outil de coupe doivent idéalement être effectuées consécutivement pour minimiser le nombre d'opérations de re-repositionnement,-de changement d'outil et de réglage de serrage-.

(4) Pour plusieurs opérations effectuées au cours d'une seule configuration, planifiez en premier celles qui ont le moins d'impact sur la rigidité de la pièce.

(1) S'efforcer d'unifier les données utilisées pour la conception, les processus de fabrication et les calculs de programmation.

(2) Réduire au minimum le nombre de configurations ; viser à usiner toutes les surfaces requises après une seule opération de positionnement.

(3) Évitez les schémas qui nécessitent des réglages manuels pendant que la machine est en marche.

(4) S'assurer que la conception du luminaire est ouverte et accessible ; les mécanismes de positionnement et de serrage ne doivent pas interférer avec la trajectoire de l'outil (par exemple, provoquer des collisions). Si les interférences sont inévitables, envisagez d'utiliser un étau machine ou une plaque de base avec serrage à vis-.

1. Le point de réglage de l'outil-peut être situé sur la pièce elle-même, à condition qu'il s'agisse d'une fonction de référence ou d'une surface qui a déjà été usinée avec précision-. Cependant, si le point de réglage de l'outil-est détruit lors de la première opération, il peut devenir impossible de le localiser pour les opérations ultérieures. Par conséquent, lors de la première opération, établissez une position relative de réglage de l'outil-à un emplacement avec une relation dimensionnelle fixe avec la donnée de positionnement ; cela permet de récupérer le point de réglage d'origine de l'outil-en fonction de leurs positions relatives. Cette position relative de réglage de l'outil-est généralement située sur la table de la machine ou sur le dispositif. Les principes de sélection sont les suivants :
1) Facile à aligner.
2) Pratique pour la programmation.
3) Faible erreur de réglage de l'outil-.
4) Pratique pour l’inspection pendant l’usinage.

2. L'origine du système de coordonnées de la pièce est définie par l'opérateur ; elle est déterminée via le réglage de l'outil après le serrage de la pièce et reflète la relation de position (distance) entre la pièce et le point zéro de la machine-outil. Une fois établi, le système de coordonnées de la pièce reste généralement fixe. Le système de coordonnées de la pièce et le système de coordonnées de programmation doivent être alignés ; c'est-à-dire qu'ils doivent coïncider pendant l'usinage.

La trajectoire de l'outil fait référence à la trajectoire et à la direction du mouvement de l'outil par rapport à la pièce pendant l'usinage CNC. Le choix d'une trajectoire d'usinage rationnelle est crucial, car il est étroitement lié à la précision d'usinage et à la qualité de surface de la pièce. Les points suivants doivent être pris en compte lors de la détermination de la trajectoire de l'outil :
1) Assurez-vous que la pièce répond aux exigences de précision d’usinage.
2) Facilitez les calculs numériques et réduisez la charge de travail de programmation.
3) Recherchez le chemin d'usinage le plus court et minimisez le temps de « coupe à l'air-pour améliorer l'efficacité de l'usinage.
4) Minimisez le nombre de blocs de programme.
5) S'assurer que les exigences de rugosité de surface du profil de la pièce sont respectées ; le profil final doit être usiné en continu lors de la dernière passe.
6) Considérez attentivement les trajectoires d'approche et de rétraction de l'outil (entrée et sortie) pour minimiser les marques d'outil causées par une pause au niveau du profil (où des changements brusques de la force de coupe peuvent conduire à une déformation élastique) et pour éviter de rayer la pièce en plongeant l'outil verticalement dans la surface du profil.

Une fois l’alignement de la pièce et le débogage du programme terminés, le processus entre dans la phase d’usinage automatique. Lors de l'usinage automatique, l'opérateur doit surveiller le processus de découpe pour éviter les problèmes de qualité ou autres accidents causés par des conditions de découpe anormales.

Le suivi du processus de découpe concerne principalement les aspects suivants :
1. Surveillance du processus d'usinage : L'usinage d'ébauche se concentre sur l'élimination rapide de l'excès de matière de la surface de la pièce. Lors de l'usinage automatique, l'outil suit une trajectoire prédéterminée en fonction des paramètres de coupe définis. L'opérateur doit observer les changements dans la charge de coupe via le compteur de charge et ajuster les paramètres de coupe en fonction de l'état de charge de l'outil pour maximiser l'efficacité de la machine-outil.

2. Surveillance des bruits de coupe pendant le processus : Lors de la coupe automatique, le son produit lorsque l'outil engage la pièce est généralement stable, continu et net, accompagné d'un mouvement fluide de la machine. Au fur et à mesure que le processus progresse, une instabilité peut survenir en raison de facteurs tels que des inclusions dures dans la pièce, l'usure ou la déflexion de l'outil. Cette instabilité se manifeste par des changements dans le son de coupe-tels que le bruit de l'outil impactant la pièce à usiner-et les vibrations de la machine. Les paramètres et conditions de coupe doivent être ajustés rapidement ; si les réglages s'avèrent inefficaces, la machine doit être mise en pause pour inspecter l'état de l'outil et de la pièce.

3. Surveillance du processus de finition : la finition vise à garantir la précision dimensionnelle et la qualité de la surface, impliquant généralement des vitesses de coupe et des avances élevées. Il faut prêter attention à l'impact des arêtes rapportées sur la surface usinée. Pour l'usinage de cavités, il faut également se prémunir contre la sur-coupe et la déviation de l'outil dans les coins. Pour résoudre ces problèmes : tout d'abord, ajustez la position de pulvérisation du liquide de refroidissement pour assurer un refroidissement optimal de la surface usinée ; Deuxièmement, surveillez la qualité de la surface usinée et ajustez les paramètres de coupe pour minimiser les fluctuations de qualité. Si les ajustements ne donnent pas d’amélioration significative, arrêtez la machine pour vérifier la validité du programme d’origine.
Un soin particulier doit être apporté à la position de l'outil lors de la pause ou de l'arrêt de la machine pour inspection. L'arrêt de la machine pendant que l'outil coupe activement-provoquant l'arrêt brusque de la broche-peut laisser des marques d'outil sur la surface de la pièce. Idéalement, la machine ne devrait être arrêtée qu’une fois que l’outil s’est désengagé de la zone de coupe.

1. Pour le surfaçage, des fraises à surfacer ou des fraises en bout en carbure non-réaffûtables doivent être sélectionnées. Généralement, une stratégie d'usinage en deux-passes est préférée : la première passe doit être une opération d'ébauche à l'aide d'une fraise à surfacer, traversant continuellement la surface de la pièce. La largeur de coupe recommandée pour chaque passe est de 60 à 75 % du diamètre de l'outil.

2. Les fraises en bout et les fraises en bout à plaquettes en carbure-sont principalement utilisées pour l'usinage de bossages, de fentes et de faces d'ouverture de boîtes-.

3. Les fraises à boule-en bout et les fraises à plaquettes rondes- (également connues sous le nom de fraises à nez arrondi-) sont couramment utilisées pour usiner des surfaces courbes et des profils avec des angles de dépouille variables. Les fraises à billes-sont principalement utilisées pour la semi-finition et la finition, tandis que les fraises à plaquettes rondes en carbure-à plaquettes-sont généralement utilisées pour l'ébauche.

La fiche du programme d'usinage est un composant de la conception du processus d'usinage CNC et sert d'ensemble d'instructions que l'opérateur doit suivre. Il fournit des détails spécifiques sur le programme d'usinage, visant à clarifier le contenu du programme, les méthodes de maintien et de positionnement, les outils sélectionnés pour chaque opération d'usinage et les éventuelles précautions spécifiques.

La fiche du programme d'usinage doit inclure : les noms des fichiers CAO/FAO, le nom de la pièce, l'esquisse du porte-pièce, le nom du programme, les outils utilisés pour chaque programme, la profondeur de coupe maximale, le type d'usinage (par exemple, ébauche ou finition), le temps d'usinage estimé, etc.

Après avoir déterminé le processus d'usinage, les points suivants doivent être compris avant la programmation :

1. Méthode de serrage de la pièce à usiner ;

2. Taille de l'ébauche de la pièce (pour déterminer la portée de l'usinage ou si plusieurs configurations sont nécessaires) ;

3. Matériau de la pièce (pour sélectionner les outils de coupe appropriés) ;

4. Inventaire des outils disponibles (pour éviter de modifier le programme en raison d'outils manquants lors de l'usinage, ou pour préparer les outils nécessaires à l'avance s'ils sont requis).

Le principe de réglage de la hauteur de sécurité est généralement de la positionner au-dessus de la surface la plus élevée des éventuels « îlots » (éléments surélevés). Alternativement, le réglage du point zéro de programmation sur la surface la plus élevée peut également minimiser le risque de collision d'outils.

Étant donné que différentes machines-outils reconnaissent différents codes d'adresse et formats de programme CN, le format de post--correction doit être sélectionné pour la machine-outil spécifique utilisée afin de garantir que le programme généré s'exécute correctement.

Les méthodes de transfert de programme peuvent être classées en CNC et DNC. Dans la méthode CNC, le programme est transféré via un support (tel qu'une disquette, un lecteur de bande ou un câble de communication) vers la mémoire de la machine-outil pour le stockage, puis est récupéré de la mémoire pendant l'usinage. La capacité mémoire étant limitée, la méthode DNC est utilisée pour les gros programmes ; Étant donné que DNC permet à la machine-outil de lire le programme directement à partir de l'ordinateur de contrôle (diffusant efficacement les données pendant le fonctionnement), il n'est pas limité par les limites de capacité de mémoire.