En un clin d'œil, cela fait déjà 20 ans que j'utilise des tours CNC. J'ai acquis au fil du temps certaines compétences et une certaine expérience dans l'usinage sur ces machines. Aujourd'hui, je vais en parler avec mes collègues.
En raison du remplacement fréquent des pièces usinées et des contraintes liées aux conditions de l'usine, nous assurons nous-mêmes, depuis dix ans, la programmation, le réglage des outils, le débogage et l'usinage des pièces. En résumé, les compétences opérationnelles se répartissent comme suit.
1. Compétences en programmation
Étant donné que nous avons des exigences élevées en matière de précision des produits que nous traitons, il convient de tenir compte des éléments suivants lors de la programmation :
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Tout d'abord, examinons la séquence d'usinage des pièces :
- Percez d'abord, puis aplatissez l'extrémité (cela permet d'éviter le retrait du matériau pendant le perçage) ;
- lTournage grossier d'abord, puis tournage de précision (ceci afin de garantir la précision des pièces) ;
- lUsiner d'abord les pièces présentant de grandes tolérances et usiner en dernier les pièces présentant de petites tolérances (ceci afin de s'assurer que la surface des pièces à petites tolérances ne soit pas rayée et d'éviter toute déformation des pièces).
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Ensuite, en fonction de la dureté du matériau, nous choisissons une vitesse de rotation, une avance et une profondeur de coupe adaptées :
Pour les aciers au carbone, optez pour une vitesse de rotation élevée, une avance élevée et une grande profondeur de coupe. Par exemple : pour le 1Gr11, sélectionnez S1600, F0,2 et une profondeur de coupe de 2 mm ;
Pour le carbure, optez pour une vitesse de rotation faible, une avance faible et une faible profondeur de coupe. Par exemple : pour le GH4033, sélectionnez S800, F0,08, profondeur de coupe 0,5 mm ;
Pour les alliages de titane, optez pour une vitesse de rotation faible, une avance élevée et une faible profondeur de coupe. Par exemple : pour le Ti6, sélectionnez S400, F0,2 et une profondeur de coupe de 0,3 mm. Prenons l'exemple de l'usinage d'une pièce donnée : le matériau utilisé est le K414, un matériau extra-dur. Après de nombreux essais, les paramètres S360, F0,1 et une profondeur de coupe de 0,2 ont finalement été retenus avant d'obtenir une pièce conforme.
2. Compétences en matière de réglage des lames
Le réglage des outils se divise en deux catégories : le réglage à l'aide d'un appareil de réglage et le réglage direct. Dans mon ancien poste, certains tours n'étaient pas équipés d'un appareil de réglage et nécessitaient un réglage direct de l'outil. Les techniques de réglage décrites ci-dessous relèvent du réglage direct.
Commencez par sélectionner le centre de la face d'extrémité droite de la pièce comme point d'étalonnage de l'outil et définissez-le comme point zéro. Une fois que la machine-outil est revenue à l'origine, chaque outil devant être utilisé est calibré en prenant le centre de la face d'extrémité droite de la pièce comme point zéro ; lorsque l'outil entre en contact avec la face d'extrémité droite, saisissez Z0 et cliquez sur « Mesurer ». La valeur mesurée sera automatiquement enregistrée dans la valeur de compensation de l’outil, ce qui signifie que le réglage de l’axe Z de l’outil est correct. Par exemple, si x vaut 20 mm, saisissez x20, cliquez sur « Mesurer », et la valeur de compensation de l’outil enregistrera automatiquement la valeur mesurée. À ce stade, l’axe X est également aligné ;
Cette méthode de réglage d'outil permet de conserver les valeurs de réglage même après la mise hors tension puis le redémarrage de la machine-outil. Elle permet de produire les mêmes pièces en grande série pendant une longue période, sans qu'il soit nécessaire de recalibrer l'outil lorsque le tour est arrêté.
3. Compétences en débogage
Une fois les pièces programmées et la lame réglée, il est nécessaire de procéder à des essais de découpe et à un débogage afin d'éviter que des erreurs de programme ou de réglage de l'outil ne provoquent des collisions de la machine.
Il convient tout d'abord d'effectuer une simulation de la course à vide, en orientant l'outil dans le système de coordonnées de la machine-outil et en le décalant vers la droite d'une distance correspondant à 2 à 3 fois la longueur totale de la pièce ; ensuite, lancer la simulation. Une fois la simulation terminée, vérifier que le programme et l'étalonnage de l'outil sont corrects, puis démarrer l'usinage. Usinage des pièces. Une fois la première pièce usinée, celle-ci fait d’abord l’objet d’un autocontrôle afin de vérifier qu’elle est conforme, puis un contrôle à temps plein est effectué. Ce n’est qu’après confirmation de la conformité par le contrôle à temps plein que le débogage est considéré comme terminé.
4. Achever le traitement des pièces
Une fois la première pièce découpée à titre d'essai, les pièces seront produites par lots. Cependant, la conformité de la première pièce ne garantit pas que l'ensemble du lot sera conforme, car au cours du processus d'usinage, l'outil s'use en fonction des différents matériaux usinés. Si le matériau est tendre, l'usure de l'outil sera faible. Si le matériau à usiner est dur, l'outil s'usera rapidement. Par conséquent, pendant le processus d'usinage, il est nécessaire de procéder à des contrôles fréquents et d'ajuster en temps voulu la valeur de décalage de l'outil afin de garantir la qualité des pièces.
[Prenons l'exemple des pièces que nous avons déjà usinées : le matériau à usiner est du K414 et la longueur totale d'usinage est de 180 mm. Ce matériau étant très dur, l'outil s'use très rapidement pendant l'usinage. Entre le point de départ et le point d'arrivée, il y aura un léger écart de 10 à 20 mm dû à l'usure de l'outil. Par conséquent, nous devons ajouter artificiellement 10 à 20 mm dans le programme pour garantir que les pièces soient conformes. 】En résumé, les principes fondamentaux de l'usinage mécanique sont les suivants : procéder d'abord à l'ébauche, c'est-à-dire retirer l'excès de matière de la pièce, puis passer à la finition ; il convient d'éviter les vibrations pendant l'usinage ; il faut également éviter la dégradation thermique de la pièce pendant l'usinage. Les vibrations peuvent avoir de nombreuses causes, notamment une surcharge importante ; il peut s’agir d’une résonance entre la machine-outil et la pièce, d’un manque de rigidité de la machine-outil ou encore d’un outil émoussé. Il est possible de réduire les vibrations grâce aux méthodes suivantes : réduire la course transversale et la profondeur d’usinage, et vérifier si la pièce est correctement serrée. Augmenter la vitesse de l’outil ou la réduire peut permettre de réduire la résonance. De plus, il convient de vérifier s’il est nécessaire de remplacer l’outil par un neuf.
5. Expérience en matière de prévention des collisions sur les machines-outils
Une collision sur une machine-outil peut nuire considérablement à sa précision, et son impact varie selon les types de machines. D’une manière générale, l’impact sera plus important sur les machines-outils qui ne présentent pas une grande rigidité. C'est pourquoi, sur les tours de haute précision CNC, il est impératif d'éliminer tout risque de collision. À condition que l'opérateur fasse preuve de prudence et maîtrise certaines méthodes de prévention des collisions, celles-ci peuvent être totalement évitées.
Je pense que les principales causes des collisions sont les suivantes :
- Tout d'abord, le diamètre et la longueur de l'outil ont été saisis de manière erronée ;
- Le deuxième est la saisie erronée des dimensions de la pièce et d'autres cotes géométriques associées, ainsi que le mauvais positionnement initial de la pièce ;
- Le troisième cas de figure est celui où le système de coordonnées de la pièce à usiner de la machine-outil est mal configuré, ou lorsque le point zéro de la machine-outil est réinitialisé pendant le processus d’usinage et subit des variations. Les collisions de la machine-outil se produisent principalement lors des déplacements rapides de celle-ci. Les collisions survenant à ce moment-là sont également les plus dommageables et doivent être absolument évitées. Par conséquent, l’opérateur doit accorder une attention particulière à la phase initiale d’exécution du programme par la machine-outil et au moment où celle-ci procède au changement d’outil. À ce stade, si le programme a été mal édité et que le diamètre et la longueur de l’outil ont été mal saisis, une collision peut facilement se produire. À la fin du programme, si la séquence de retrait de l’axe CNC est erronée, une collision peut également se produire.
Afin d'éviter la collision mentionnée ci-dessus, l'opérateur doit faire pleinement appel à ses cinq sens lors de l'utilisation de la machine-outil. Vérifiez s'il y a des mouvements anormaux de la machine-outil, s'il y a des étincelles, s'il y a des bruits inhabituels, s'il y a des vibrations et s'il y a une odeur de brûlé. Si une anomalie est détectée, le programme doit être arrêté immédiatement. La machine-outil ne peut reprendre son fonctionnement qu'une fois le problème résolu.
En résumé, la maîtrise des compétences d'utilisation des machines-outils CNC est un processus progressif qui ne s'acquiert pas du jour au lendemain. Elle repose sur la maîtrise des opérations de base des machines-outils, des connaissances fondamentales en usinage et des notions élémentaires de programmation. Les compétences d'utilisation des machines-outils CNC ne sont pas figées. Il s'agit d'une combinaison organique qui exige de l'opérateur qu'il fasse pleinement appel à son imagination et à ses compétences pratiques ; c'est un travail innovant.
À propos de l'auteur : Gavin Xia
