Les experts expérimentés dans le domaine de la transformation savent que la température et la précision de traitement sont étroitement liées. Cet article propose une vulgarisation scientifique fondamentale qui vous aidera à comprendre comment la température de traitement influence la précision de traitement sous ces quatre aspects.

01 La température de traitement affecte les propriétés du matériau

Comme nous le savons tous, les matériaux subissent des dilatations thermiques et des contractions à froid. En usinage de précision, la température d'usinage ne doit pas être négligée?! Les différences de température nuisent à la précision. Si l'on néglige cette question essentielle, comment parler de précision?? La plupart des composants des machines étant en acier et en fonte, leur forme et leur longueur varient en fonction de la température ambiante et de la chaleur générée par la machine.

La quantité spécifique de dilatation thermique et de contraction à froid des matériaux dépend de leur valeur de variation et de la température de traitement. Le tableau des coefficients de dilatation de l'acier et du cuivre est présenté ci-dessous. Par exemple, la dilatation linéaire de l'acier est de 12% par mètre lorsque la température de traitement varie de 1 °C (μm).

Le coefficient de dilatation de l'acier est indiqué dans la figure suivante :

Donnons un exemple :

Longueur de la pièce : 200 mm

Changement de température de traitement : 10 ℃

Valeur d'expansion : 0,02 mm

Le coefficient de dilatation du cuivre est indiqué dans la figure ci-dessous :

Longueur de l'électrode en cuivre : 200 mm

Changement de température de traitement : 10 ℃

Valeur d'expansion : 0,05 mm 

2Erreur de détection causée par la température de traitement

Si la pièce à usiner et l'instrument de détection et la jauge utilisés pour la détection sont constitués de matériaux différents et que la détection n'est pas inférieure à la température de traitement standard, l'écart par rapport à la température de traitement standard de 20 °C sera toujours un facteur important dans l'erreur de détection.

Par exemple, si un bloc d'acier de 100 mm de long est chauffé à 4 °C, par exemple, avec la température de traitement de la paume, il appara?tra 4,6 μ. La longueur de M change.

03 maintenir une température de traitement stable et faciliter le contr?le de précision

Pour une pièce en acier de 100 x 30 x 20 mm, la température de traitement passe de 25 °C à 20 °C. La taille varie?: à 25 °C, la taille est supérieure à 6 μm. Lorsque la température de traitement descend à 20 °C, la taille n'est plus que de 0,12 μm. Il s'agit d'un procédé thermostable. Même si la température de traitement chute rapidement, un temps continu est nécessaire pour maintenir la précision. Plus l'objet est grand, plus le temps nécessaire pour rétablir la stabilité de la précision lorsque la température de traitement varie est long.

Les usines sans expérience en usinage de précision attribuent souvent l'instabilité de la précision à la précision des équipements. Les usines expérimentées en usinage de précision savent que c'est une question de bon sens élémentaire et accordent une grande importance à la température ambiante de traitement et à l'équilibre thermique des machines-outils. Elles savent pertinemment que même les machines-outils de haute précision ne peuvent atteindre une précision d'usinage stable que dans un environnement à température et à équilibre thermique stables.

Le maintien de la stabilité thermique est un concept important à comprendre en usinage de précision. Certains peuvent hésiter entre maintenir la température d'usinage à 20 °C ou 23 °C. En réalité, l'essentiel est de maintenir la stabilité d'une valeur cible. La température théoriquement requise est de 20 °C, tandis que la température réelle en atelier est généralement de 22-23 °C, ce qui permet de contr?ler rigoureusement les fluctuations de la température d'usinage. 

3 rétroaction de la température de traitement sur la précision et l'exactitude

D'une manière générale, la précision d'usinage peut être divisée en deux catégories?: précision et exactitude. La figure suivante en est une illustration intuitive.

Précision

Il s'agit de la reproductibilité et de la cohérence des résultats obtenus par des mesures répétées sur le même échantillon de réserve. La précision peut être élevée, mais l'exactitude est faible. Par exemple, les trois résultats obtenus en mesurant une longueur de 1 mm sont respectivement de 1,051 mm, 1,053 mm et 1,052 mm. Bien que leur précision soit élevée, ils ne sont pas exacts.

Précision

Il s'agit de la proximité entre le résultat mesuré et la valeur réelle. La grande précision de la mesure signifie que l'erreur système est faible. à ce stade, la valeur moyenne des données mesurées s'écarte peu de la valeur réelle, mais les données sont dispersées, ce qui rend difficile l'identification de l'ampleur de l'erreur accidentelle.

Relation entre la précision, l'exactitude et la température de traitement

D'une manière générale, si les pièces traitées sont précises mais pas exactes, il est probable que la température de traitement dans l'atelier fluctue considérablement, ce qui entra?ne une grande discrétion de précision ; si les pièces traitées sont plus précises mais pas précises, il est probable que la température de traitement dans l'atelier fluctue peu, mais s'écarte considérablement de la température de traitement standard ; elle n'est ni précise ni exacte, ce qui signifie que la température de traitement en atelier s'écarte considérablement de la température de traitement standard et des exigences de contr?le.

4 préchauffages de machines-outils oubliées

L'usine utilise des machines-outils CNC de précision pour l'usinage de haute précision. Avez-vous déjà constaté que, chaque matin, au démarrage de la machine, la précision d'usinage de la première pièce est souvent insuffisante?; la précision du premier lot de pièces usinées après de longues vacances est souvent très instable, et le risque de défaillance de l'usinage de haute précision est très élevé, notamment en ce qui concerne la précision de positionnement.

Seuls des conditions de température d'usinage et d'équilibre thermique stables permettent à la machine-outil d'obtenir une précision d'usinage stable. Dans le cas d'un usinage de haute précision, le préchauffage de la machine-outil après le démarrage est la base de l'usinage de précision.

La précision d'usinage d'une machine-outil à commande numérique diffère sensiblement en cas d'arrêt prolongé et en cas d'équilibre thermique. En effet, la température d'usinage de la broche et de chaque axe mobile de la machine-outil à commande numérique reste relativement constante après un certain temps de fonctionnement, tandis que la précision thermique de la machine-outil à commande numérique tend à se stabiliser avec le temps d'usinage. Il est donc indispensable de préchauffer la broche et les pièces mobiles avant l'usinage.