Le perçage CNC est un procédé d'usinage de trous circulaires dans une pièce fixe à l'aide d'un outil de coupe rotatif, tel qu'un foret. Les trous sont dimensionnés avec des forets CNC, généralement pour recevoir des vis ou des boulons lors de l'assemblage. Le perçage CNC est donc courant pour les pièces nécessitant un assemblage. Il est également utilisé à des fins esthétiques.
Le processus de perçage CNC comporte des étapes similaires à des opérations telles que le fraisage CNC , le tournage CNC et l'alésage. Ces étapes comprennent :
1. Créez une conception numérique du composant dans un logiciel de CAO. La première étape de la fabrication d'un composant percé consiste à créer un fichier CAO de ce composant dans un logiciel tel qu'Autodesk Inventor ou SolidWorks. Ce fichier CAO fournira à l'usinier les informations techniques relatives au composant, telles que les tolérances, les dimensions, les quantités, etc.
2. Convertir le dessin en instructions machine. Une fois la conception du composant finalisée, elle doit être convertie dans un langage compréhensible par l'unité CNC, comme les formats STEP et STL. Cette étape nécessite généralement l'exécution du dessin CAO dans un logiciel de FAO afin de générer du code G interprétable par la machine.
3. Chargez les instructions dans la machine CNC. Une fois chargées, les instructions (code G) contrôlent le fonctionnement de la machine et des outils de coupe tout au long du processus de perçage : mouvements de rotation et de translation, trajectoires d’outils, vitesses et autres fonctions.
4. Configurer la machine CNC. La configuration d'une machine CNC consiste généralement à installer le foret et à fixer la pièce à usiner conformément aux spécifications.
5. Effectuer les opérations de perçage. Après la mise en marche de la machine CNC, l'opérateur peut commencer l'opération de perçage CNC.
6. Évaluation des composants. Une fois l'opération de perçage CNC terminée, l'opérateur inspecte la pièce afin de détecter toute erreur ou tout défaut.
Avantages du perçage CNC
Les appareils de forage CNC offrent de nombreux avantages par rapport aux techniques de forage traditionnelles.
Précision accrue. Les perceuses à commande numérique (CNC) permettent de réaliser des trous aux dimensions plus précises. La tolérance du perçage CNC dépend de la complexité de la machine et du tranchant de l'outil de perçage.
Plus de choix de matériaux. Les perceuses CNC sont compatibles avec une grande variété de matériaux, du bois au plastique en passant par le métal. De plus, comme elles peuvent accueillir plusieurs forets, il est possible de percer plusieurs trous en une seule opération. Un bon exemple est la perceuse à colonne multibroches, qui permet d'installer plusieurs forets et de percer simultanément des trous dans une pièce.
Capacités de réplication accrues. Grâce à la commande numérique par ordinateur, la machine de perçage CNC est entièrement automatisée et ne nécessite aucune intervention manuelle. Le processus de perçage CNC est ainsi quasiment exempt d'erreurs, réduisant considérablement les risques de défauts. Les fabricants rapides peuvent ainsi garantir une grande homogénéité des perçages, même en série.
Types de perceuses CNC
Le perçage CNC peut être réalisé à l'aide de plusieurs types de perceuses à colonne, et comme toute autre machine-outil CNC, chaque perceuse à colonne a ses caractéristiques et ses capacités. Voici les machines courantes que vous pouvez utiliser et leurs utilisations basiques et spécifiques.
Perceuse à colonne verticale. Elle est équipée d'une tête de broche à engrenages spécialement conçue pour le perçage CNC de pièces lourdes et volumineuses. Elle peut être commandée par commande numérique ou manuelle et nécessite un opérateur pour amener la pièce à usiner à l'outil de coupe.
Perceuse radiale. Ce type de perceuse à commande numérique utilise un mécanisme simple qui positionne une broche mobile sur une pièce fixe. Les têtes d'affûtage offrent aux outils de coupe une grande polyvalence, permettant d'effectuer diverses opérations sur des pièces de toutes tailles et formes. De ce fait, elle est plus polyvalente et capable de réaliser des opérations de perçage inédites.
Machine de perçage en ligne. Les machines de perçage en ligne sont équipées de plusieurs têtes de travail (une même tête de travail peut comporter plusieurs broches). Ces têtes sont généralement situées au-dessus de l'établi où les pièces sont fixées ou montées. Elles peuvent effectuer plusieurs opérations consécutives simultanément.
Perceuse à colonne multiaxes . Elle est équipée de plusieurs broches reliées à une tête de travail, et toutes les broches alimentent simultanément la pièce à usiner. Ce type de machine est indispensable pour la production de pièces comportant un grand nombre de trous rapprochés. On le trouve très fréquemment chez les prestataires de services d'usinage CNC ; il est particulièrement adapté à la fabrication de pièces poreuses.
La micro-perceuse est actuellement la perceuse CNC à petit mandrin la plus précise. Grâce à son petit mandrin et à sa haute précision, elle est idéale pour le perçage de pièces exigeant des tolérances et une précision élevées.
Perceuse à colonne à tourelle. Les perceuses à colonne à tourelle sont équipées de plusieurs têtes de travail montées sur une tourelle. Cela permet un changement rapide des outils de coupe et leur positionnement précis sur la pièce à usiner. Ce type de perceuse à colonne possède une tourelle à plusieurs têtes de travail. Par conséquent, elle est particulièrement adaptée aux opérations de perçage nécessitant des changements fréquents de position de l'outil sur la pièce.
Précautions et conseils pour le perçage et la conception CNC
Pour optimiser le processus de perçage CNC, les concepteurs doivent prendre en compte des facteurs tels que les surfaces d'entrée et de sortie du foret, la rectitude du trou, le dégagement des copeaux, la conception du produit fileté, la forme du trou et la disposition globale des pièces. L'optimisation de chaque aspect contribue au succès global du perçage CNC et améliore la qualité finale et la fonctionnalité de la pièce.
1. Choisissez le bon foret CNC
Choisir le bon foret en fonction du matériau, de la structure et de la fonctionnalité peut être difficile et constitue une cause fréquente de défauts dans les trous de forage fabriqués. Vous pouvez discuter de la meilleure approche en consultant un expert en perçage CNC ou un fournisseur de services.
2. Le foret est perpendiculaire à l'entrée
La surface d'entrée du foret doit être perpendiculaire au foret, cela permet de garantir que le trou est au bon emplacement, comme indiqué dans l'image ci-dessous.
La surface de sortie du foret doit également être perpendiculaire à l'axe du foret pour éviter les problèmes de casse lorsque le foret sort de la pièce, comme indiqué ci-dessous.
3. Évitez les coupes interrompues
Si la rectitude du trou fini est particulièrement critique, il est préférable d'éviter les coupes interrompues. Si le foret croise une autre ouverture d’un côté, une certaine déviation se produira. Même si la rectitude n'est pas critique, le point central du foret doit rester dans le matériau tout au long du processus de coupe pour éviter une déviation extrême et une éventuelle rupture du foret.
4. Utilisez des forets standards
La forme inférieure du trou borgne doit être celle percée avec un foret standard, comme indiqué dans l'image ci-dessous. Lorsque des trous à fond plat sont requis, l'utilisation de pointes de perçage standard (118° ou 140° pour l'acier inoxydable) est autorisée.
5. Évitez d'utiliser des trous profonds
Évitez d'utiliser des trous profonds (plus de 8 fois le diamètre), car cela peut entraîner des problèmes de dégagement des copeaux et d'éventuels écarts de rectitude. Les forets spéciaux disponibles sur le marché peuvent atteindre un diamètre de 40 fois, mais leur coût est beaucoup plus élevé ; ils devraient être évités.
6. Évitez de concevoir des pièces avec de petits trous
Si l'application de la pièce ne nécessite pas de petites dimensions, évitez de concevoir des pièces avec de petits trous. En effet, les petits forets sont plus susceptibles de se briser. Pour faciliter la production, un diamètre d'environ 3 mm est un minimum idéal.
7. Coordonnées cartésiennes
Utilisez des coordonnées rectangulaires au lieu de coordonnées angulaires pour spécifier l'emplacement des trous sur les pièces fraisées. Pour les machinistes, ils facilitent et sécurisent la disposition des pièces ou des outils de perçage. Pour les pièces tournées, le centre de la pièce est l'origine naturelle des cotes.
8. Avance et vitesse
Assurez-vous de comprendre comment réduire la vitesse et les vitesses d'avance pour maintenir la productivité. Ces facteurs dépendent de la forme de coupe et du type de matériau.
9. Élimination des copeaux et casse
Les copeaux doivent être efficacement évacués pendant le perçage CNC et après l'usinage. Il est très important de les contrôler car ils peuvent causer certains problèmes. Vous pouvez essayer d'utiliser un foret spécialisé pour briser les copeaux. De plus, utilisez du liquide de refroidissement si nécessaire pour améliorer la dissipation thermique.
Différence entre le perçage et le taraudage CNC
Le perçage CNC est le processus consistant à enfoncer un foret dans la pièce pour créer un trou dans la pièce. Le taraudage CNC est le processus de création de trous filetés dans une pièce, en utilisant un taraud pour créer une arête en spirale continue dans la pièce. Ainsi, la plus grande différence entre eux est que le perçage CNC implique la création de trous, tandis que le taraudage implique la création de filetages dans des trous existants.
De plus, une autre différence majeure entre le perçage CNC et le taraudage réside dans le type de foret utilisé. Le perçage CNC utilise généralement des forets hélicoïdaux, tandis que le taraudage utilise généralement des forets à tarauder. Les forets à tarauder sont spécialement conçus pour créer des filetages et ne conviennent donc pas aux applications de perçage CNC.
Application du perçage CNC
Le perçage CNC est largement utilisé. AN-Prototype résume quelques applications courantes du forage :
Fabrication de tôle
La fabrication de tôles convient au perçage de pièces telles que des tableaux de bord, des moteurs, etc. dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de la construction. Il fonctionne avec d'autres processus d'usinage CNC tels que le fraisage et le tournage.
Fabrication du bois
Les opérations de forage sont un élément essentiel de la fabrication du bois. Avec cette machine, les fabricants de bois peuvent bénéficier de l’automatisation, de l’exactitude, de la précision et de tolérances élevées. De plus, l’industrie valorise l’esthétique, garantie par le savoir-faire.
Services de perçage CNC de précision
En raison de divers facteurs tels que les coûts d'investissement initiaux élevés, les erreurs d'utilisation et la maintenance, l'achat de machines de perçage n'est pas rentable pour les concepteurs. C'est pourquoi l'externalisation auprès d'un prestataire de services d'usinage CNC sur mesure constitue une meilleure solution. Chez AN-Prototype , nous proposons des services de fabrication sur mesure à la demande, vous permettant de créer des pièces usinées avec précision, et pas seulement du perçage CNC. Nous sommes également spécialisés dans d'autres procédés de fabrication tels que l'usinage CNC, la tôlerie, l'impression 3D et le moulage par injection, le moulage sous vide, et bien plus encore. Que vos pièces soient complexes et nécessitent un perçage, un taraudage ou d'autres traitements de surface, AN-Prototype répondra à vos besoins avec des standards de qualité élevés. Téléchargez vos fichiers CAO dès maintenant et bénéficiez d'un service de qualité à des prix compétitifs et des délais de livraison rapides.
