Principales techniques de mesure pour les pièces usinées CNC | MMT, laser, tolérance

Les microns sont d'une importance capitale dans une activité à fort enjeu telle que l'usinage CNC. La surface lisse du composant usiné cache les étapes et les contrôles complexes qui déterminent les performances, la durée de vie et la sécurité. C'est ce qu'on appelle la science de la brillance. En tant que machiniste, inspecteur de la qualité ou ingénieur, connaître l'arsenal des méthodes de mesure contemporaines n'est pas seulement un atout, mais une nécessité.

Dans ce guide, nous dévoilerons également les informations les plus fiables, les plus récentes et les plus précises. Techniques de mesure pour les pièces usinées CNC. Des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) aux scanners laser, des testeurs de rugosité de surface aux jauges de tolérance, voici le guide ultime pour maîtriser la précision dimensionnelle.

Pourquoi la précision des mesures est-elle importante dans l'usinage CNC ?

Imaginez que vous construisiez un moteur d'avion dont les pièces ne s'emboîtent que dans une marge de 0,01 mm. Désastreux, n'est-ce pas ? Dans des secteurs tels que l'aérospatiale, l'automobile et la fabrication médicale, la précision ne souffre aucun compromis. Des mesures précises :

• Prévenir le rejet des pièces et les retouches
• Assurer la compatibilité et l'assemblage des composants
• Respecter les normes industrielles et ISO les plus strictes
• Optimiser les performances et la fiabilité

Méthodes d'inspection dimensionnelle : La première ligne de la précision

Le contrôle dimensionnel est le processus d'usinage qui contribue le plus à l'assurance qualité. Les meilleures méthodes sont les suivantes :

1. Machines à mesurer tridimensionnelles (MMT)

Pourquoi c'est important : Les MMT sont les titans de la mesure de précision. À l'aide d'un système de palpage, elles mesurent la géométrie d'objets physiques avec une extrême précision.

Types de MMC :

• MMC de type pont
• MMT à portique
• MMT à bras horizontal
• MMT portables (bras articulés)

Ce qu'ils mesurent :

• Diamètre de l'alésage
• Planéité
• Cylindricité
• Profil et contour

Les MMT sont généralement associées à des informations de CAO, ce qui permet de comparer en direct la pièce et sa version 3D. Elles offrent une répétabilité et une précision de 1 micron.

2. Comparateurs optiques

Ils projettent une silhouette agrandie d'une pièce sur un écran afin d'inspecter son profil et ses dimensions par rapport à des modèles. Parfait pour analyser les petites pièces plates et les examiner visuellement rapidement.

3. Micromètres et pieds à coulisse

Des outils de mesure de base à l'ancienne, mais qui valent de l'or :

• Micromètres : Pour des mesures extérieures, intérieures et de profondeur avec une grande précision
• Etriers : Polyvalent et rapide pour les dimensions intérieures et extérieures

4. Jauges de hauteur

Utilisé pour mesurer les dimensions verticales et marquer des objets avec une extrême précision sur une plaque de surface en granit.

Systèmes de mesure sans contact ou avec contact

Contacter les systèmes de mesure

Ces outils entrent en contact physique avec la pièce :

• MMT avec palpeurs à contact
• Micromètres
• Indicateurs de cadran

Pour :

• Haute précision
• Bon pour les matériaux denses ou durs

Cons :

• Peut provoquer une usure des surfaces douces ou délicates

Systèmes de mesure sans contact

Il s'agit notamment de scanners laser, de systèmes de lumière structurée et de systèmes de vision.

Pour :

• Mesure rapide
• Idéal pour les composants souples, petits ou sensibles
• Capture rapidement l'ensemble de la géométrie de la surface

Cons :

• Précision légèrement inférieure à celle des méthodes de contact
• Un équipement plus coûteux

Contrôle de l'état de surface et de la tolérance

Même si une pièce répond aux spécifications dimensionnelles, la texture de la surface peut faire ou défaire sa fonctionnalité.

Testeurs de rugosité de surface

Ils peuvent être appelés profilomètres et mesurent la rugosité (Ra, Rz, etc.) en balayant la surface. C'est la raison pour laquelle il est essentiel :

• Influence sur le frottement, l'usure et la lubrification
• Influences sur l'adhérence du revêtement
• Indispensable pour l'étanchéité des surfaces

Inspection de la tolérance

Les pièces à commande numérique ont souvent des tolérances de ±0,005 mm. Des outils spécialisés sont utilisés pour vérifier :

• Tolérance de position
• Planéité et rectitude
• Rondeur et concentricité

Les outils comprennent

• Jauges d'alésage
• Jauges de bouchage
• Jauges d'arrêt
• Jauges à anneaux

Outils optiques et numériques avancés

La technologie a redéfini la précision. Explorons quelques outils futuristes qui sont aujourd'hui monnaie courante :

1. Systèmes de balayage laser

Ils utilisent des faisceaux laser à grande vitesse pour capturer des millions de points sur la surface d'une pièce. Le nuage de points ainsi obtenu est ensuite comparé aux données CAO pour une détection instantanée des défauts.

2. Scanners 3D à lumière structurée

Ils projettent un motif connu sur la surface de la pièce et analysent la déformation pour calculer la géométrie.

3. Systèmes de mesure de la vision (VMS)

Les caméras et les objectifs à haute résolution permettent d'obtenir des résultats précis. 2D et 3D des mesures sans contact.

4. Microscopes numériques

Avec un grossissement allant jusqu'à 5000x, ils permettent la micro-inspection de petites pièces usinées ou de défauts de surface.

Intégration de la CAO/FAO pour l'inspection en cours de fabrication

Machines CNC modernes sont souvent équipés de systèmes de palpage et de logiciels d'inspection en temps réel. L'intégration avec la CAO/FAO permet :

• Ajustements en cours de réalisation
• Correction automatisée des erreurs
• Réduction des taux de rebut

Incertitude de mesure et étalonnage : Les facteurs non mentionnés

L'incertitude et l'étalonnage fréquent sont absents de tout régime de mesure.

• Incertitude : Le doute quantifié dans la mesure. Le connaître permet de définir des fourchettes d'acceptation.
• Étalonnage : Tous les outils de mesure doivent être régulièrement étalonnés à l'aide d'étalons traçables (certifiés NIST ou ISO).

Comment choisir la bonne méthode de mesure

Posez-vous la question :

• Quelle est la tolérance critique ?
• La surface est-elle délicate ou réfléchissante ?
• Avez-vous besoin d'une vitesse élevée ou d'une précision extrême ?
• La géométrie implique-t-elle des éléments simples ou géométrie complexe?

Utilisation des pièces usinées par CNC dans l'industrie

• Aérospatiale: Les turbines d'avion, les trains d'atterrissage et les cellules d'avion nécessitent des composants très précis (ultra-légers).
• Industrie médicale: Les implants médicaux et les instruments chirurgicaux nécessitent une précision de l'ordre du micron et une finition miroir.
• Automobile: Les composants des transmissions et des moteurs doivent travailler avec des tolérances étroites et doivent être lissés.

Toutes ces industries dépendent d'un mélange de stratégies avec et sans contact, en fonction de la géométrie et du matériau de la pièce.

Conclusion

Usinage CNC Il peut s'agir de découper du métal, mais le véritable savoir-faire réside dans la les techniques de mesure des pièces usinées par CNC. Elle nuit à la performance, à la sécurité et à la réputation. De l'humble pied à coulisse aux machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), aux scanners laser et aux systèmes d'imagerie 3D, ces machines de précision sont des outils de mesure de la qualité et de l'efficacité. outils de mesure dans l'usinage ont évolué pour répondre aux exigences sans cesse croissantes de l'industrie moderne.

La prochaine fois que vous vous émerveillerez devant l'éclat d'une pièce usinée, rappelez-vous que sa perfection n'est pas le fruit du hasard, mais le résultat d'un travail rigoureux. méthodes de contrôle dimensionnelLa mesure n'est pas un élément secondaire ; c'est le héros caché de l'excellence en matière de CNC. La mesure n'est pas un élément secondaire ; c'est le héros caché de l'excellence en matière de commande numérique.

FAQ sur les techniques de mesure des pièces usinées CNC