L’ébauche et la finition dans l’usinage CNC Finition dans l’usinage CNC : Quelles sont les différences ?

Qu’est-ce que la rudesse ?

L’ébauche, également connue sous le nom d’ébauche de fraisage ou d’ébauche CNC, est la première étape du processus d’usinage. Elle vise principalement à couper rapidement une quantité importante de matériau indésirable d’une pièce afin de créer une ébauche de la forme souhaitée. Cette étape fait appel à des outils de coupe très performants tels que les fraises en bout et les fraises d’ébauche. Ils permettent des vitesses d’avance élevées et des coupes profondes. Ces opérations sont essentielles pour l’enlèvement de matière.

La fonction de l’ébauche est de donner à la matière première une forme préliminaire qui la rapproche le plus possible de la forme requise, tout en laissant une marge de manœuvre pour la finition. Il permet de couper la pièce aux dimensions voulues et de soulager ses tensions internes, ce qui évite les déformations lors des opérations de précision. Cela permet d’éviter les déformations lors des opérations de précision.

L’ébauche travaille à des vitesses plus élevées et à des profondeurs de coupe plus importantes que la finition. Il enlève plus de matière en un seul passage tout en conservant la solidité des outils et en réduisant le temps de coupe. Le processus se définit par sa capacité à être plus économique en termes de temps que de précision, car il soumet la pièce à la précision nécessaire à l’étape de finition.

Avantages de l’ébauche dans l’usinage

L’ébauche dans l’usinage présente de nombreux avantages. Elle est essentielle à l’efficacité de la fabrication.

• Enlèvement rapide de matière : Permet un enlèvement efficace et rapide de la matière supplémentaire, ce qui simplifie les autres processus d’usinage.
• Base pour la finition : elle donne à la pièce une forme approximative afin que le processus de finition plus précis et plus complexe puisse être réalisé en moins de temps.
• Amélioration de la durée de vie des outils : Comme il enlève la plus grande partie de la matière, l’ébauche protège les outils de finition plus fins d’une usure rapide, ce qui réduit les dépenses d’outillage.
• Amélioration de l’efficacité : Réduit la durée totale de l’opération d’usinage en déplaçant rapidement la pièce vers la forme souhaitée, ce qui peut réduire les coûts de fabrication.

Qu’est-ce que la finition ?

La finition dans l’usinage CNC, communément appelée finition CNC, est l’étape finale du processus d’usinage, au cours de laquelle la surface d’un composant usiné est affinée pour répondre à des exigences spécifiques. Cette étape est essentielle. Elle permet de s’assurer que la pièce est de la bonne taille, qu’elle respecte des tolérances strictes et qu’elle présente la finition lisse nécessaire à sa fonction et à son aspect.

En finition, l’usinage passe de l’utilisation d’outils d’ébauche lourds à l’utilisation d’outils de finition fins destinés au travail de détail. Ces outils permettent de réaliser des incisions précises et complexes qui améliorent la surface du composant afin de mettre en valeur le design prévu. Le processus de finition peut inclure le meulage, le polissage, la galvanoplastie, le microbillage et l’anodisation. Ces techniques visent à améliorer l’aspect esthétique de la pièce et les caractéristiques de performance telles que la dureté, la résistance à la corrosion et la conductivité électrique.

La finition dans l’usinage vise également à obtenir une précision dimensionnelle et une finition de surface élevées et à garantir que la pièce ne présente pas de défauts, tels que des bavures, susceptibles d’entraver les performances de la pièce. Il s’agit de l’étape finale de la fabrication. Elle consiste à enlever la quantité de matière nécessaire et à amener le composant à ses dimensions précises. Ces dimensions concernent la planéité, la rugosité, l’épaisseur, la tolérance et l’état de surface. Cette grande précision permet de s’assurer que chaque pièce est correctement placée. Elle permet également de s’assurer qu’elle ne tombera pas en panne, augmentant ainsi la durabilité du produit.

Avantages de la finition dans l’usinage

Dans l’usinage CNC, la finition est l’un des processus les plus essentiels qui offre de nombreux avantages améliorant la qualité, la durabilité et la fonctionnalité des pièces usinées. Les principaux avantages sont les suivants

• Amélioration de l’attrait esthétique : L’amélioration de la finition de la surface permet d’obtenir un meilleur aspect de la pièce.
• Durabilité accrue : Application de revêtements de surface qui améliorent les propriétés de résistance à l’usure, à la corrosion et à la chaleur du matériau.
• Amélioration de la qualité des surfaces : Amélioration des états de surface des différentes pièces afin de minimiser le frottement entre elles et d’améliorer les performances globales des pièces mobiles.
• Prolongation de la durée de vie des produits : La finition améliore ainsi la précision et la robustesse, ce qui signifie que les produits fabriqués dureront plus longtemps et ne nécessiteront pas de remplacement constant.
• Efficacité opérationnelle : S’assurer que les pièces fonctionnent parfaitement dans leurs applications parce qu’elles sont fabriquées avec une précision exacte selon les spécifications.
• Soulagement des contraintes et amélioration mécanique : Le traitement thermique améliore les caractéristiques mécaniques de la pièce, ce qui contribue à renforcer la structure de la pièce et son travail.
• Conformité aux normes de conception et de performance : Il s’agit de s’assurer que les pièces produites sont conformes à la conception prévue et qu’elles remplissent la fonction requise pour laquelle elles ont été conçues.

Différence entre l’ébauche et la finition

Ebauche : l’enlèvement initial des matériaux en vrac

• Objectif : cette opération vise à obtenir un enlèvement de matière très rapide afin d’approcher la pièce de sa forme finale. Il s’agit de travailler une pièce de métal pour lui donner une forme approximative de l’objet souhaité, en privilégiant la vitesse plutôt que la précision.
• Taux d’enlèvement de matière : Très élevé, avec des coupes assez profondes qui permettent de couper le matériau de la pièce très rapidement.
• Outils : Utilise des outils plus grands et plus robustes, tels que des fraises en bout, pour traiter des charges de copeaux importantes et des vitesses d’avance élevées qui peuvent résister à des opérations de coupe difficiles.
• Finition de surface et précision : Cette étape conduit à une surface rugueuse, car le matériau est enlevé en grandes quantités. Le processus ne vise pas à obtenir des détails fins ou des tolérances serrées à ce stade.

Finition : raffinement et détail

• Objectif : l’objectif est d’obtenir la précision nécessaire en termes de dimensions, de tolérances et d’état de surface. Il s’agit de faire en sorte que la pièce fonctionne et soit belle.
• Taux d’enlèvement de matière : Il est nettement inférieur, car l’objectif est d’améliorer le matériau en le rendant plus fin sans modifier ses dimensions.
• Outils : Il utilise des outils spéciaux pour les travaux complexes. Il s’agit notamment de petites fraises et de fraises de finition. Ils effectuent des coupes plus fines et plus légères pour produire une surface lisse.
• Finition et précision de la surface : Cela permet de créer une finition fine et de donner un fini de surface précis conforme aux exigences de la conception et aux normes fonctionnelles et esthétiques.

Différences opérationnelles

• Vitesse d’avance et profondeur de coupe : L’ébauche se caractérise par des vitesses d’avance élevées et des coupes profondes afin d’obtenir plus rapidement des taux d’enlèvement de matière élevés. La finition s’effectue à une vitesse d’avance et à une profondeur plus faibles afin de garantir la précision de la coupe et la régularité de l’état de surface.
• Utilisation du liquide de refroidissement : L’ébauche nécessite davantage de liquide de refroidissement pour faire face à la chaleur générée par les vitesses élevées et les coupes profondes. La finition nécessite moins de liquide de refroidissement en raison des faibles vitesses et des opérations de coupe moins sévères visant à la précision et à la production minimale de chaleur.

Considérations pour un usinage efficace

• Type de matériau et sélection des outils : L’ébauche peut utiliser des outils grossiers pour les matériaux durs afin d’éviter l’écaillage, tandis que la finition peut utiliser des outils fins pour des finitions plus fines. Les deux étapes doivent tenir compte des propriétés des matériaux pour garantir les performances finales de l’outil et la qualité du produit : L’ébauche exige que la coupe se fasse à un rythme rapide tout en veillant à ce que seule la matière supplémentaire soit coupée, ce qui nécessite des paramètres de coupe adéquats. La finition de la surface, ainsi que les dimensions, doivent être précises ; le processus de finition exige donc beaucoup de travail.

Temps et séquence

• Ordre des opérations : Il commence par une opération plus grossière appelée ébauche, qui détermine les formes de base de la pièce, avant de laisser place à la finition, qui polit la pièce pour lui donner la taille et la précision voulues. Cet ordre est important pour garantir le bon déroulement du processus de fabrication et la qualité du produit.

Conseils pour une ébauche efficace dans l’usinage CNC

Sélection du matériau et de la géométrie de l’outil adéquats

Pour l’ébauche, utilisez des outils complexes tels que des fraises en carbure ou en acier rapide, car ils permettent une coupe efficace. Le nombre de goujures et l’angle d’hélice sont essentiels car ils déterminent le taux d’évacuation des copeaux et l’efficacité de l’outil de coupe.

Optimisation des paramètres de coupe

L’une des stratégies critiques à observer pendant l’ébauche consiste à ajuster la vitesse et l’avance. La valeur optimale doit permettre d’atteindre le niveau le plus élevé de vitesse d’avance sans compromettre l’usure ou les vibrations de l’outil.

Mise en œuvre de stratégies efficaces d’évacuation des puces

Réduisez les reprises de copeaux et l’accumulation de chaleur en utilisant les bonnes méthodes de dégagement des copeaux, telles que le perçage à l’emporte-pièce ou le brise-copeaux dans la programmation. Sélectionnez des outils avec un nombre optimal de goujures pour améliorer le processus d’enlèvement des copeaux.

Utilisation de techniques d’usinage à haut rendement

Discutez de certaines approches modernes, telles que le fraisage trochoïdal et l’usinage à grande vitesse, pour augmenter le taux d’ébauche. Ces méthodes permettent de minimiser la charge sur l’outil, d’améliorer le processus de coupe et d’accroître la durabilité de l’outil.

Gestion de la chaleur et de l’usure des outils

Utilisez des liquides de refroidissement pendant que vous travaillez, ou passez à l’usinage à sec si la chaleur produite pendant l’ébauche pose problème. Il est également important de surveiller l’usure des outils et de les remplacer le plus tôt possible pour améliorer l’efficacité.

Assurer la rigidité de l’installation

Utilisez un dispositif de maintien stable et garantissez la rigidité de la machine et de l’outillage pour faire face aux énormes forces de coupe pendant le processus d’ébauche. Il ne faut pas vibrer ou se déplacer autour de la table ou de la pièce à usiner, car cela peut entraîner des problèmes de finition de surface et d’usure de l’outil.

Adaptation aux spécificités des matériaux

Veillez à ce que les procédures d’ébauche appliquées soient adaptées au matériau travaillé. Ce document vise à vous faire comprendre comment le matériau se comporte sous l’effet des forces d’ébauche, afin que vous puissiez tirer le meilleur parti de vos outils de coupe.

Exploiter les logiciels et les outils de simulation

Les logiciels modernes de commande numérique pour le travail du bois disposent d’outils de simulation des trajectoires et des paramètres d’ébauche. Ces outils permettent de prévoir les problèmes qui peuvent survenir et de gérer l’usinage pour une utilisation efficace du temps et des ressources.

Paramètres d’usinage

Minimiser la vitesse d’avance, la vitesse de coupe et la profondeur pour chaque type d’opération d’ébauche. La meilleure approche consiste à avoir des paramètres qui peuvent être réglés de manière personnalisée. Cela les rendra plus efficaces et réduira les complications pendant le traitement.

Choix des machines-outils et des logiciels de contrôle

Choisissez un équipement de grande puissance et rigidité pour les opérations d’ébauche, afin qu’il puisse supporter de lourdes charges de coupe. Veillez à ce que le logiciel de contrôle puisse reconnaître les changements de forme et de taille des tâches d’ébauche afin d’améliorer la précision et la normalisation.

Gestion de la chaleur et du liquide de coupe

Plusieurs mesures permettent de résoudre le problème de la chaleur lors de l’usinage des alliages d’aluminium dans le cadre du processus d’ébauche. Il est recommandé d’utiliser des fluides ayant des effets lubrifiants et réfrigérants. Ils maintiennent les outils et les pièces au frais.

Conseils pour obtenir une finition de précision dans l’usinage CNC

Sélection d’outils de précision

Les outils de finition sont utilisés pour les opérations de finition ; les pointes en carbure ou en diamant sont idéales pour offrir une finition fine et une grande précision.

Réglage précis des paramètres de coupe

Réduire les vitesses de coupe et les vitesses d’avance pour améliorer la qualité de l’état de surface et les tolérances dimensionnelles afin de réduire les déviations et les vibrations de l’outil.

L’accent mis sur la qualité de l’état de surface

Choisissez la bonne vitesse, les bonnes avances et les bons parcours d’outils. Ils réduiront les marques laissées par l’outil et permettront d’obtenir la finition de surface nécessaire. L’aspect de la pièce s’en trouvera amélioré.

Minimiser la déviation de l’outil

Réduire les erreurs et les mauvais états de surface en raccourcissant les pièces, en choisissant des diamètres d’outils appropriés et des systèmes de porte-outils adéquats pour réduire la flexion de l’outil.

Utiliser les bonnes techniques de refroidissement

Diriger le liquide de refroidissement au bon endroit sur la zone de coupe. Cela permet d’améliorer la finition de la surface et d’augmenter la durée de vie de l’outil. Le type de liquide de refroidissement à utiliser dépend du matériau usiné.

Mettre en œuvre des passages légers et multiples

La taille finale doit être aussi proche que possible de la taille requise, sans faire une seule coupe puissante qui est dure pour l’outil et qui donnera une meilleure finition si elle est faite en plusieurs passes plus légères.

Optez pour le fraisage de la montée

Réduire la rugosité de la surface en utilisant le fraisage en avalant, qui produit une meilleure formation des copeaux et réduit l’usure des flancs de l’outil, ce qui permet d’obtenir une meilleure finition de la surface.

Attention aux caractéristiques des matériaux

Adapter les opérations de finition aux caractéristiques du matériau à traiter, telles que l’affûtage des outils de coupe et les conditions de coupe, afin d’obtenir les meilleurs résultats.

Conclusion

Dans l’usinage CNC, l’ébauche jette les bases de la précision, tandis que la finition apporte la dernière touche de finesse. En maîtrisant ces techniques, les fabricants peuvent améliorer l’efficacité, la qualité et la durabilité, garantissant ainsi des résultats supérieurs pour chaque produit.

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