Les montages CNC maintiennent votre pièce en place pendant l'usinage. Ils garantissent la précision, la répétabilité et la sécurité. Sans eux, même les meilleures machines CNC ne peuvent fournir des résultats cohérents. Examinons les types, les applications et les conseils de conception des montages CNC.
Les montages CNC sont des outils qui fixent votre pièce à usiner pendant l'usinage. Il en existe différents types, chacun adapté à des tâches spécifiques. Les types les plus courants sont les pinces, les étaux et les montages modulaires. Ces outils permettent de maintenir la précision et d'accélérer la production. Le choix de la bonne fixation peut faire de votre projet un succès ou un échec.
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Qu'est-ce qu'une fixation CNC ?
Un montage CNC est un dispositif qui maintient et positionne une pièce pendant les opérations d'usinage. Les montages maintiennent les pièces stables et correctement alignées pendant que les outils de coupe enlèvent la matière. Ils permettent de s'assurer que chaque pièce est produite de la même manière à chaque fois.
Les montages CNC ont trois fonctions principales. Premièrement, ils placent la pièce au bon endroit sur la machine. Deuxièmement, ils maintiennent fermement la pièce contre les forces de coupe. Troisièmement, ils guident l'outil de coupe le long de la trajectoire correcte pour certaines applications.
Les montages doivent être suffisamment robustes pour résister aux vibrations et aux forces de coupe. Ils doivent maintenir les pièces sans les endommager et permettre un chargement et un déchargement faciles pour gagner du temps.
Différence entre les montages et les gabarits
Les gens confondent souvent les montages et les gabarits, mais ils fonctionnent différemment. Les montages restent immobiles pendant que l'outil se déplace sur la pièce. Les gabarits, à l'inverse, guident l'outil au bon endroit sur la pièce.
Pensez-y de la manière suivante : les montages maintiennent la pièce en place, tandis que les gabarits contrôlent l'emplacement de l'outil. Dans l'usinage CNC, les montages sont plus courants car la machine contrôle précisément le mouvement de l'outil.
Avantages des montages CNC
L'utilisation d'un bon dispositif de fixation apporte plusieurs avantages significatifs aux opérations CNC.
Amélioration de la précision et de la répétabilité
De bons montages garantissent que chaque pièce est identique à la précédente. Ils maintiennent les pièces dans la même position à chaque fois, ce qui permet d'améliorer la qualité des pièces et de réduire les rejets.
Amélioration de la productivité et réduction du temps de cycle
Les montages réduisent le temps de préparation entre les pièces. Les opérateurs peuvent rapidement retirer les pièces finies et en charger de nouvelles. Certains dispositifs de fixation maintiennent plusieurs pièces simultanément, ce qui permet aux machines de fonctionner plus longtemps sans s'arrêter.
Sécurité et facilité d'utilisation
Les montages protègent les opérateurs en éloignant les mains des outils de coupe. Ils facilitent la manipulation de pièces lourdes ou encombrantes en toute sécurité.
Types de montages CNC
Les montages CNC se présentent sous de nombreuses formes, chacune étant conçue pour des applications et des matériaux spécifiques. Voici un aperçu des principaux types que vous rencontrerez.
Basé sur le mécanisme de maintien au travail
La méthode utilisée pour fixer les pièces est la principale façon de classer les appareils. Chaque mécanisme offre des avantages différents.
Fixations d'étau
Les montages à étau sont le type de montage CNC le plus simple et le plus répandu. Ils comportent deux mâchoires - l'une fixe et l'autre mobile - qui serrent la pièce de part et d'autre. De nombreux ateliers commencent par utiliser des étaux standard et ajoutent des inserts de mâchoires personnalisés pour s'adapter à des formes de pièces spécifiques.
Les montages d'étau conviennent le mieux aux pièces comportant au moins deux surfaces parallèles. Ils sont rapides à mettre en place et à régler pour différentes tailles de pièces. Les étaux CNC modernes peuvent maintenir des tolérances de 0,0005″ et offrent une excellente rigidité pour les coupes lourdes.
Les montages en étau permettent souvent d'équilibrer le coût et les performances pour les pièces de petite et moyenne taille à géométrie simple. Ils sont idéaux pour les opérations de fraisage sur des blocs, des plaques et des pièces prismatiques.
Dispositifs de serrage
Les dispositifs de serrage utilisent différents types de pinces pour fixer les pièces à usiner sur une plaque de base. Ils offrent plus de flexibilité que les étaux pour maintenir des pièces de forme complexe.
Les pinces à genouillère permettent un serrage manuel rapide avec une force de maintien raisonnable. Elles sont disponibles dans différents styles, y compris les types à poussée, à traction et à action latérale. Les pinces à genouillère conviennent bien aux productions moyennes pour lesquelles la vitesse d'installation est importante.
Les pinces pneumatiques utilisent la pression de l'air pour un fonctionnement plus rapide. Elles peuvent être activées en une seule fois, ce qui permet de gagner du temps lors du chargement des pièces. De nombreuses machines à commande numérique comprennent des lignes aériennes qui se connectent directement à ces systèmes.
Les pinces hydrauliques génèrent les forces de serrage les plus élevées pour les applications lourdes. Elles maintiennent une pression constante même dans des conditions de coupe sévères. Bien que plus coûteux, les systèmes hydrauliques sont rentables pour la production de gros volumes.
Fixations magnétiques
Les montages magnétiques utilisent de puissants champs permanents ou électromagnétiques pour maintenir les pièces ferreuses. Sans serrage physique, ils permettent à l'outil d'accéder sans entrave à davantage de surfaces de la pièce.
Les mandrins magnétiques permanents ne nécessitent aucune source d'énergie et conviennent parfaitement au meulage et à l'usinage léger. Les mandrins électromagnétiques offrent une puissance de maintien plus importante qui peut être activée et désactivée instantanément pour des coupes plus lourdes.
Les fixations magnétiques ne fonctionnent qu'avec des matériaux à base de fer. Ils sont idéaux pour les plaques minces qu'il est difficile de serrer sans les déformer. Les temps d'installation sont considérablement réduits, car il n'est pas nécessaire d'ajuster les pinces physiques.
Appareils à vide
Les montages sous vide utilisent la succion pour maintenir les pièces contre une plaque de fixation. Une pompe à vide crée une pression négative entre le dispositif et la pièce à usiner. Des bagues d'étanchéité maintiennent le vide pendant l'usinage.
Ces montages conviennent parfaitement aux matériaux non ferreux tels que l'aluminium, le plastique et le bois. Ils sont parfaits pour les pièces minces et plates qui pourraient se déformer sous l'effet d'une pression de serrage mécanique.
Les systèmes à vide laissent les surfaces des pièces exemptes de marques de serrage, ce qui les rend très utiles pour les pièces esthétiques et celles dont les exigences en matière de planéité sont très strictes. Cependant, ils offrent moins de force de maintien que les pinces mécaniques, de sorte que des paramètres de coupe plus légers sont souvent nécessaires.
En fonction de l'opération d'usinage
Les différents processus d'usinage créent des forces et des exigences d'accès différentes. Les montages conçus pour des opérations spécifiques tiennent compte de ces besoins.
Appareils de fraisage
Les dispositifs de fraisage doivent résister aux forces de coupe dans plusieurs directions tout en maintenant la précision de la pièce. Ils comprennent généralement des plaques de base robustes avec des supports et des pinces stratégiquement placés.
Les bons montages de fraisage empêchent les vibrations lors des opérations de coupe lourdes. Ils intègrent souvent des renforts et une masse supplémentaires pour amortir les vibrations, et des canaux d'arrosage aident à gérer la chaleur lors d'un fraisage agressif.
Les meilleurs dispositifs de fraisage assurent un équilibre entre le maintien rigide de la pièce et l'accès facile à l'outil. Ils permettent d'usiner de plusieurs côtés sans repositionner la pièce lorsque c'est possible.
Dispositifs de tournage
Les montages de tournage maintiennent les pièces dans les tours CNC et les centres de tournage. Comme la pièce à usiner tourne rapidement, ces montages doivent être équilibrés avec précision pour éviter les vibrations.
Les dispositifs de tournage standard comprennent des mandrins à trois ou quatre mâchoires qui centrent la pièce à usiner. Les mandrins à pinces offrent une prise plus précise pour les petites pièces. Les mâchoires souples personnalisées s'adaptent aux formes des pièces pour une meilleure prise et moins de marquage des pièces.
Pour les pièces de forme irrégulière, les dispositifs de tournage peuvent inclure des contrepoids pour maintenir l'équilibre. L'équilibre est d'autant plus important que la vitesse de rotation est élevée lors des opérations de finition.
Appareils de perçage
Les dispositifs de perçage positionnent les pièces avec précision sous les forets et les outils d'alésage. Ils s'attachent à maintenir la précision de la position du trou et à empêcher le déplacement de la perceuse.
Ces dispositifs comprennent souvent des douilles en acier trempé qui guident le foret. Les douilles empêchent la déviation du foret et prolongent la durée de vie de l'outil. Pour les trous profonds, des supports supplémentaires peuvent empêcher la déviation de la pièce pendant le perçage.
Les fonctions de changement rapide permettent d'accélérer la production dans les opérations de perçage à haut volume. Certains dispositifs de perçage avancés comprennent des mécanismes d'auto-éjection qui poussent les pièces terminées vers l'extérieur après l'usinage.
Dispositifs de meulage
Les montages de meulage exigent une stabilité et une précision exceptionnelles. Des vibrations, même minimes, peuvent nuire à l'état de surface lors des opérations de meulage.
Ces montages intègrent souvent une masse supplémentaire et des matériaux amortissant les vibrations. Pour les applications de meulage de précision, ils maintiennent une précision de position de l'ordre du micron.
La stabilité thermique joue un rôle important dans les montages de meulage. Certaines versions de haute précision comprennent des systèmes de refroidissement pour maintenir la stabilité dimensionnelle pendant les longs cycles de rectification.
Basé sur la manutention des matériaux
La façon dont les pièces sont chargées et déchargées affecte l'efficacité de la production. La conception des dispositifs de fixation varie en fonction du volume de production et des besoins d'automatisation.
Luminaires manuels
Les montages manuels exigent que les opérateurs chargent et déchargent les pièces à la main. Ils sont simples, fiables et beaucoup moins coûteux que les systèmes automatisés.
Ces luminaires conviennent parfaitement pour prototype court et production en faible volume. Ils permettent aux opérateurs de contrôler entièrement le positionnement des pièces et la pression de serrage.
De nombreux ateliers commencent par utiliser des montages manuels et y ajoutent des améliorations telles que des pinces à serrage rapide afin d'accroître leur efficacité. Avec une bonne conception, les montages manuels peuvent encore atteindre une précision et une répétabilité excellentes.
Luminaires automatiques
Les montages automatiques s'intègrent aux systèmes de commande CNC pour un fonctionnement mains libres. Ils utilisent des mécanismes motorisés pour charger, positionner, serrer et éjecter les pièces sans intervention de l'opérateur.
Ces systèmes se distinguent dans la production de gros volumes. Ils maintiennent des temps de cycle constants et éliminent les variations dues à la manipulation manuelle. Certains peuvent ajuster automatiquement la pression de serrage en fonction du programme en cours d'exécution.
Les dispositifs automatiques les plus avancés fonctionnent avec des chargeurs robotisés pour créer des cellules entièrement automatisées. Bien que coûteux à mettre en œuvre, ces systèmes peuvent fonctionner sans surveillance pendant des heures, ce qui augmente considérablement la capacité de production.
Applications des montages CNC
Les montages CNC sont des outils essentiels dans l'industrie manufacturière. Ils sont utilisés partout où Usinage CNC est utilisé, garantissant ainsi la précision, l'efficacité et la sécurité. Leurs fonctions s'alignent sur les types d'opérations CNC utilisées dans la fabrication.
Il est utilisé pour Tournage CNC, fraisage, et affûtage. En outre, la conception des pinces CNC détermine leur application :
- Positionnement : Les montages CNC permettent de placer correctement la pièce à usiner sur la machine par rapport aux outils de coupe. Cela garantit que les surfaces usinées répondent aux spécifications requises.
- Serrage : Une fois la pièce positionnée, les montages CNC appliquent une force pour la maintenir fermement en place. Cela permet d'éviter les mouvements ou les vibrations pendant l'usinage, qui pourraient entraîner des erreurs ou des dommages.
Les montages CNC intègrent des fonctions de positionnement et de serrage pour améliorer la productivité et la qualité dans diverses industries. Ce sont des outils indispensables pour obtenir des processus de fabrication fiables et efficaces.
Conseils de conception pour les montages CNC
La conception d'une fixation CNC nécessite une planification minutieuse et une attention particulière aux détails. Une fixation bien conçue peut améliorer la précision, l'efficacité et la sécurité. Voici quelques conseils pour vous aider à créer des montages CNC pratiques :
Connaître sa pièce
Comprenez la taille, la forme et le matériau de votre pièce à usiner. Cela vous aidera à choisir le bon type de fixation et à vous assurer qu'elle s'adapte parfaitement. Réfléchissez à la manière dont la pièce sera chargée, déchargée et usinée.
Mettre l'accent sur la stabilité
Une fixation stable empêche les vibrations et les mouvements pendant l'usinage. Utilisez des matériaux solides et des fixations sûres pour maintenir fermement la pièce à usiner. Assurez-vous que le support peut supporter les forces générées par les outils de coupe.
Simplifier l'installation
Un appareil approprié doit être facile à installer et à régler. Si possible, utilisez des composants modulaires. Cela permet de gagner du temps et de réduire les erreurs, notamment lors du passage d'une pièce à l'autre ou d'une opération à l'autre.
Garantir l'accessibilité
Assurez-vous que le dispositif de fixation permet d'accéder à tous les côtés de la pièce à usiner. C'est important pour les opérations d'usinage complexes. Évitez les conceptions qui bloquent l'outil de coupe ou rendent difficile l'accès à certaines zones.
Tester et itérer
Testez votre dispositif avant la production à grande échelle. Recherchez les problèmes d'alignement, de stabilité ou d'accessibilité. Effectuez les ajustements nécessaires pour améliorer les performances. L'itération est la clé de la création d'un dispositif parfait pour vos besoins spécifiques.
Conclusion
Les montages CNC jouent un rôle clé dans la réussite des opérations d'usinage. Ils maintiennent les pièces en toute sécurité, garantissent une qualité constante des pièces et stimulent la productivité de l'atelier. Un bon dispositif de fixation améliore la précision des pièces, accélère la production et assure la sécurité des opérateurs.
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Au cours des dix dernières années, j'ai été immergé dans diverses formes de fabrication de tôles, partageant ici des idées intéressantes tirées de mes expériences dans divers ateliers.
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Kevin Lee
J'ai plus de dix ans d'expérience professionnelle dans la fabrication de tôles, avec une spécialisation dans la découpe au laser, le pliage, le soudage et les techniques de traitement de surface. En tant que directeur technique chez Shengen, je m'engage à résoudre des problèmes de fabrication complexes et à favoriser l'innovation et la qualité dans chaque projet.
