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SpanishTolérances d'usinage : Atteindre la précision dans l'usinage CNC
Que sont les tolérances d'usinage ?
Pourquoi les tolérances d'usinage sont-elles importantes ?
- Tolérance bilatérale
- Tolérance unilatérale
- Tolérance limite
- GD&T (Dimensionnement géométrique et tolérancement)
Facteurs à prendre en compte lors de la détermination des tolérances
Limites du tolérancement avant GD&T
L'usinage CNC est un processus de fabrication très précis qui s'appuie sur la programmation informatique et des dispositifs électromécaniques pour automatiser la production de pièces métalliques et non métalliques. Bien que les machines CNC puissent atteindre une précision remarquable, aucune machine n'est parfaite et il y aura toujours de légères variations dans les mesures finales des pièces. Pour tenir compte de ces variations, des tolérances d'usinage sont attribuées aux pièces lors du processus de conception. Dans cet article, nous explorerons le concept de tolérances d'usinage, leur importance et leur application au domaine de l'usinage CNC.
Que sont les tolérances d'usinage ?
Les tolérances d'usinage, également appelées précision dimensionnelle, font référence à la variation autorisée des dimensions d'une pièce. Ils définissent la plage dans laquelle les dimensions d'une pièce peuvent varier tout en respectant les spécifications requises. Les tolérances sont exprimées sous la forme d'une limite dimensionnelle maximale et minimale, créant une bande de tolérance. Plus la différence entre les limites supérieure et inférieure est grande, plus la bande de tolérance est faible, et vice versa.
Les tolérances peuvent être exprimées de différentes manières, y compris les limites supérieure et inférieure, le montant autorisé au-dessus et au-dessous d'une certaine dimension, ou la variance autorisée en elle-même. Ils peuvent également être spécifiés à l'aide d'un nombre de décimales, un nombre plus élevé de décimales indiquant une tolérance plus stricte.
Pourquoi les tolérances d'usinage sont-elles importantes ?
Les tolérances d'usinage sont cruciales dans l'usinage CNC pour plusieurs raisons. D'abord et avant tout, ils s'assurent que les pièces sont fabriquées selon les spécifications requises. Si une pièce est produite avec des dimensions hors tolérances, elle peut ne pas s'adapter ou fonctionner correctement, la rendant inutilisable pour l'usage auquel elle est destinée.
Les tolérances jouent également un rôle important dans le coût et l'efficacité du processus de fabrication. Des tolérances plus strictes nécessitent plus de temps, de main-d'œuvre et d'équipement spécialisé, ce qui augmente le coût global de production. En fixant les tolérances appropriées, les fabricants peuvent trouver un équilibre entre précision et rentabilité.
De plus, les tolérances aident à déterminer les méthodes de fabrication appropriées pour une pièce donnée. Différents processus d'usinage ont des capacités variables en matière de précision, et les tolérances spécifiées guident la sélection de la méthode la plus appropriée.
Types de tolérances d'usinage
Dans l'usinage CNC, il existe différents types de tolérances qui peuvent être spécifiées pour différentes caractéristiques d'une pièce. Voici quelques types de tolérance couramment utilisés :
Tolérance bilatérale
La tolérance bilatérale permet une variation au-dessus et au-dessous de la taille de base d'une pièce et peut avoir des quantités de variance égales ou inégales. La variance supérieure est indiquée par un symbole +, tandis que la variance inférieure est indiquée par un symbole -.
Tolérance unilatérale
La tolérance unilatérale permet une variation au-dessus ou au-dessous de la taille de base d'une pièce, mais ne permet pas de variation dans les deux sens. Un seul côté de la dimension peut s'écarter de la taille de base. La variance supérieure est représentée par un symbole + et la variance inférieure est indiquée par un symbole -.
Tolérance limite
La tolérance de limite spécifie les limites supérieure et inférieure d'une cote sans utiliser de symbole + ou –. Tout ce qui se situe dans ces limites est considéré comme acceptable.
GD&T (Dimensionnement géométrique et tolérancement)
GD&T est un système de définition et de communication des tolérances techniques. Il utilise un langage symbolique sur les dessins techniques et les modèles tridimensionnels pour décrire explicitement la géométrie nominale et la variation admissible d'une pièce. GD&T englobe divers types de tolérances, y compris les tolérances de forme, les tolérances de profil, les tolérances d'orientation, les tolérances d'emplacement et le faux-rond.
Facteurs à prendre en compte lors de la détermination des tolérances
Lors de la détermination des tolérances pour l'usinage CNC, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :
Matières
Le matériau usiné joue un rôle important dans la détermination des tolérances appropriées. Différents matériaux ont une stabilité thermique, une dureté, une rigidité et une abrasivité variables, ce qui peut affecter la précision pouvant être obtenue lors de l'usinage.
Méthode d'usinage
La méthode d'usinage choisie peut avoir un impact sur les tolérances réalisables. Certains processus d'usinage, comme le fraisage ou le tournage, offrent une plus grande précision que d'autres. Le choix de la bonne méthode d'usinage est crucial pour respecter les tolérances spécifiées.
Placage et finitions
Les processus de placage et de finition peuvent ajouter une petite quantité de matière à la surface d'une pièce, ce qui peut modifier ses dimensions. Lors de la spécification des tolérances, il est important de prendre en compte l'impact potentiel du placage et de la finition sur les dimensions finales de la pièce.
Prix
Des tolérances plus strictes nécessitent généralement plus de temps, de main-d'œuvre et d'équipement spécialisé, ce qui entraîne des coûts de fabrication plus élevés. Il est essentiel de trouver un équilibre entre précision et rentabilité lors de la définition des tolérances.
Tolérances d'usinage standard
Bien qu'il n'y ait pas de tolérances d'usinage standard universelles, certains fabricants suivent des directives spécifiques pour des applications particulières. En l'absence de tolérances spécifiées, certains ateliers d'usinage peuvent appliquer une tolérance standard de ± 0.005″ aux pièces. Il est important de fournir des tolérances lorsque vous travaillez avec un atelier d'usinage pour vous assurer que les pièces sont fabriquées selon les spécifications requises.
Le choix des tolérances dépend de facteurs tels que le matériau, la méthode d'usinage, le placage et les considérations de coût. Il est crucial de travailler en étroite collaboration avec l'atelier d'usinage et de fournir des spécifications claires pour obtenir la précision souhaitée.
Limites du tolérancement avant GD&T
Avant l'adoption de la dimension géométrique et des tolérances (GD&T), les tolérances étaient souvent spécifiées à l'aide de zones XY, ce qui laissait place à l'ambiguïté et aux faux négatifs potentiels lors de l'inspection. GD&T fournit une méthode plus précise et normalisée de définition des tolérances en décrivant explicitement la géométrie nominale et la variation admissible d'une pièce.
GD&T utilise un langage symbolique sur les dessins techniques et les modèles tridimensionnels pour communiquer efficacement les tolérances. Il garantit que la pièce répond aux exigences de forme, d'ajustement et de fonctionnement requises avec les tolérances les plus grandes possibles. GD&T est devenu un standard de l'industrie, offrant une approche plus complète et plus précise du tolérancement.
Un examen plus approfondi des tolérances d'usinage typiques
GD&T englobe divers types de tolérances qui définissent différents aspects de la géométrie et des exigences dimensionnelles d'une pièce. Voici quelques tolérances couramment utilisées dans GD&T :
Tolérances de forme
Les tolérances de forme définissent la forme d'une pièce et spécifient la variation autorisée de sa forme. Ces tolérances garantissent que le contour, la rectitude, la planéité, la circularité et les autres caractéristiques géométriques de la pièce se situent dans les limites spécifiées.
Tolérances de profil
Les tolérances de profil établissent une limite autour d'une surface à l'intérieur de laquelle les éléments de la surface doivent se trouver. Ils définissent la variation admissible du profil d'une pièce, garantissant qu'elle est conforme aux exigences spécifiées.
Tolérances d'orientation
Les tolérances d'orientation déterminent la variation autorisée dans l'orientation des fonctions par rapport à une référence. Ces tolérances contrôlent les écarts angulaires, tels que la perpendicularité, le parallélisme et l'angularité, garantissant que la pièce s'aligne correctement avec les autres composants.
Tolérances d'emplacement
Les tolérances d'emplacement indiquent la variation autorisée de la position des éléments par rapport à une référence. Ils contrôlent l'emplacement des trous, des fentes et d'autres caractéristiques, en veillant à ce qu'ils soient positionnés avec précision conformément aux exigences de conception.
S'épuiser
Les tolérances de faux-rond spécifient la fluctuation autorisée de la position ou de la forme d'une fonction lorsque la pièce est tournée sur un axe. Ces tolérances garantissent que les pièces rotatives, telles que les arbres ou les engrenages, maintiennent leur concentricité ou leur circularité dans des limites acceptables.
Conclusion
Les tolérances d'usinage sont essentielles dans Usinage CNC pour s'assurer que les pièces sont fabriquées selon les spécifications requises. En fixant des tolérances appropriées, les fabricants peuvent atteindre la précision souhaitée tout en équilibrant la rentabilité. Comprendre les différents types de tolérances et leur application dans l'usinage CNC est crucial pour les concepteurs, les ingénieurs et les machinistes. En tenant compte de facteurs tels que les propriétés des matériaux, les méthodes d'usinage, le placage et les implications en termes de coûts, des pièces précises et fiables peuvent être produites. L'intégration de GD&T dans le processus de tolérancement améliore encore la précision et la communication dans l'industrie manufacturière. Avec une compréhension approfondie des tolérances, l'usinage CNC peut atteindre les niveaux élevés de précision nécessaires pour diverses industries et applications.
