Contrôle qualité des pièces usinées CNC

Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) sont principalement utilisées lorsque l'usinage des pièces exige une précision irréprochable. Dans des secteurs critiques tels que l'aérospatiale, l'automobile, l'énergie et le médical, ces machines sont essentielles à la fabrication de diverses pièces. Bien qu'elles produisent des pièces avec efficacité et précision, elles ne garantissent pas pour autant le respect de tolérances strictes.

Afin de vérifier la conformité aux spécifications et tolérances, le contrôle qualité est une étape cruciale réalisée dès l'approvisionnement en matières premières et jusqu'au produit final avant son utilisation. Cet article explique le rôle du contrôle qualité dans l'usinage CNC des pièces.

Pourquoi est-il important de tester la qualité des pièces CNC ?

Les tests de qualité consistent essentiellement à vérifier les dimensions, la précision géométrique, l'état de surface, les propriétés des matériaux et les caractéristiques fonctionnelles à l'aide de différents outils de test de qualité, tels qu'un micromètre, un micromètre, une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), des scanners laser, des testeurs de rugosité de surface, etc.

Les tests de qualité sont importants pour les pièces usinées CNC car toute erreur de dimensions, de finition de surface, etc., est susceptible d'affecter les performances, la durabilité et la fiabilité de la pièce.

Assurance qualité vs Contrôle qualité vs Tests de qualité

L’assurance qualité, le contrôle qualité et les tests de qualité sont des termes interdépendants, mais il existe quelques différences, qui sont présentées dans le tableau suivant :

Quels éléments doivent être inspectés sur une pièce usinée CNC ?

Les machines CNC usinent les pièces avec une grande précision, cela ne fait aucun doute, mais rien ne garantit que la pièce soit produite en stricte conformité avec les exigences géométriques et fonctionnelles. C'est pourquoi des contrôles qualité doivent être effectués pour examiner différentes caractéristiques des pièces usinées par CNC. Ces caractéristiques comprennent :

• Dimensions (longueur, hauteur, épaisseur, rayon, rainure, etc.)
• État de surface (rugosité, rayures, arêtes vives, bavures, etc.)
• Précision géométrique (planéité, cylindricité, concentricité, position, faux-rond, etc.)
• Caractéristiques critiques d'assemblage (alignement des trous, jeu et ajustements serrés, etc.)

• Inspection des caractéristiques (profondeur des trous, cannelures, rainures de clavette, conicité, etc.)

Dimensions et tolérances de la pièce d'essai

Des contrôles qualité sont effectués pour vérifier que les dimensions de la pièce sont conformes au plan et aux tolérances dimensionnelles admissibles spécifiées sur le plan technique. Cette étape est cruciale car le moindre défaut, par exemple une différence de longueur de seulement 0.5 mm pour une pièce aéronautique, peut entraîner la défaillance de cette pièce en cours d'utilisation.

Quelles dimensions de pièces doivent être mesurées ?

Dans une pièce usinée CNC, les dimensions suivantes doivent être mesurées et vérifiées :

• Dimensions globales

Longueur totale

Largeur globale

Hauteur globale

Grosor

• En diamètres

diamètres extérieurs

diamètres intérieurs

Diamètre du contre-alésage

Diamètre de fraisage

• Dimensions des trous

Diamètre du trou

Profondeur du trou

Emplacement du trou

Distance centre à centre entre les trous

• Dimensions du filetage

Diamètre majeur

Diamètre mineur

Diamètre de pas

Pas de filetage

Profondeur de filetage

• Chanfrein

Largeur de chanfrein

Angle de chanfrein

Quels outils sont utilisés pour le contrôle dimensionnel ?

Les outils utilisés pour le contrôle qualité des pièces usinées CNC sont choisis en fonction du type de dimension à contrôler. Cette section présente brièvement les différents types d'outils adaptés aux différents types de dimensions :

• Pour les dimensions linéaires (longueur, largeur, épaisseur), on utilise une règle en acier, un pied à coulisse à vernier, un pied à coulisse numérique et un micromètre.
• Pour un contrôle de haute précision du diamètre extérieur, on utilise un micromètre laser.
• Pour contrôler le diamètre intérieur, on peut utiliser un comparateur d'alésage. On peut également utiliser un pied à coulisse, mais il n'est pas précis.
• Pour le contrôle de la largeur et de la profondeur des rainures, un comparateur optique et CMM sont utilisés.
• Pour contrôler l'épaisseur avec une grande précision, on peut utiliser un appareil de mesure d'épaisseur à ultrasons.

Vérifier la précision géométrique des pièces CNC

La vérification de la précision géométrique des pièces usinées CNC consiste à s'assurer que la forme, l'orientation et les relations spatiales des éléments usinés sont conformes aux spécifications. Exigences GD&T Sur le dessin technique, cela signifie qu'il ne s'agit pas seulement de vérifier l'exactitude des dimensions. Il s'agit de vérifier si l'élément est correctement dimensionné et positionné.

Quelles caractéristiques géométriques doivent être vérifiées ?

Les caractéristiques géométriques suivantes sont importantes pour les applications de la pièce et doivent donc être inspectées :

• Rectitude
• Cylindricité
• Parallélisme
• Perpendicularité
• Angularité
• Poste
• Concentricité
• S'épuiser

Quels outils sont utilisés pour vérifier la précision géométrique ?

• On utilise une plaque de surface et un comparateur à cadran pour vérifier la planéité de la pièce usinée par commande numérique. Pour une précision accrue, on emploie un outil de planéité optique.
• Pour vérifier la rectitude, on utilise une règle et une machine à mesurer tridimensionnelle.
• Pour vérifier la cylindricité, on utilise une machine de mesure de la rondeur et une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT).
• Jauge de hauteur et comparateur à cadran pour le parallélisme
• Une équerre de précision et une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) sont utilisées pour vérifier la perpendicularité de la pièce.
• Pour l'angularité, on utilise un protecteur de biseau et une barre sinus avec des cales étalons.

Inspection des caractéristiques critiques des pièces CNC

Voici les caractéristiques essentielles des pièces usinées CNC qui doivent être inspectées à l'aide de différents outils appropriés.

Fonctionnalités de test multithread

Une pièce usinée par commande numérique comporte de nombreux types de filetages qui remplissent des fonctions différentes. Par exemple :

• Les filetages internes sont conçus pour les boulons, les vis, etc.
• Les filetages extérieurs servent à fixer les écrous, les tuyaux, les ensembles de connecteurs, etc.

Différents outils sont utilisés pour les filetages intérieurs : un calibre à bouchon passe-passe et un calibre à bague passe-passe pour les filetages extérieurs. Le contrôle de ces filetages permet de s’assurer qu’ils respectent les tolérances admissibles spécifiées sur le plan.

Caractéristiques du trou d'essai

Les trous traversants, les trous borgnes, les trous alésés, les trous fraisés et les trous laminés sont les principaux types de trous d'une pièce usinée par CNC. Par exemple, un trou fraisé sert de logement pour les vis à tête cylindrique creuse. Pour contrôler ces trous, plusieurs outils sont utilisés :

• Plug jauge
• CMM
• Vernier Caliper
• Jauge d'alésage
• Jauge à fraiser
• Comparator optique

Fonctionnalités de test des rainures et des fentes

Différents types de rainures et d'encoches sont réalisés sur une pièce usinée par commande numérique (CNC), par exemple des rainures droites, des rainures de clavette, des rainures en T, des rainures circulaires, des rainures pour circlips, des rainures de dégagement, etc. Lors de leur contrôle, leur largeur, leur profondeur, leur parallélisme, leur perpendicularité et leur position, etc., sont vérifiés à l'aide de différents outils tels que :

• Pied à coulisse, machine à mesurer tridimensionnelle, micromètre, etc., pour les rainures
• Jauge de profondeur, jauge de rayon, comparateur optique, etc., pour les rainures

Caractéristiques de test d'étanchéité

Les joints d'étanchéité des pièces usinées CNC sont conçus pour empêcher les fuites de carburants, de gaz, de vide, de pression, etc. Leur inspection est donc primordiale pour prévenir tout incident. Parmi les différents types de joints, on trouve les joints à gorge pour joints toriques, les joints à gorge pour joints toriques dynamiques, les surfaces d'étanchéité pour joints plats et les surfaces d'étanchéité pour brides. Pour inspecter ces joints, on utilise les outils suivants :

• Plaque de surface
• Indicateur d'appel
• jauge de planéité
• Barre sinusoïdale
• CMM

Contrôler la qualité de surface des pièces usinées CNC

La qualité de surface est un aspect important des pièces usinées CNC car elle influe sur leur durée de vie en fatigue ; son contrôle est donc important à aborder.

Comment mesure-t-on la rugosité de surface ?

La rugosité de surface désigne l'état d'une surface, par exemple si elle est lisse ou rugueuse. Différents outils permettent d'inspecter la rugosité de surface, tels que :

• Profilomètre à stylet de contact
• Profilomètre optique
• Microscopie à force atomique
• Interférométrie

Pour évaluer l'état de surface, la rugosité microscopique résiduelle sur les pièces usinées par commande numérique est mesurée à l'aide des outils mentionnés précédemment. Elle est exprimée en valeurs Ra, Rz, Rt ou Rq.

Comment inspecter les conditions de bord ?

L'état des bords désigne l'état des arêtes d'une pièce usinée par commande numérique. Ces arêtes comprennent les arêtes vives, les bavures, les chanfreins, les rayons, les arêtes cassées, les arêtes roulées et les arêtes biseautées, etc.

• Inspection visuelle
• Contrôle des chanfreins à l'aide d'un pied à coulisse ou d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT).
• Contrôle du rayon à l'aide de jauges de rayon, de comparateurs optiques, etc.
• Mesure de la hauteur des bavures à l'aide d'un microscope numérique

Les outils mentionnés ci-dessus sont utilisés pour inspecter les bords des pièces usinées par commande numérique.

Défauts de surface

Les défauts de surface comprennent les rayures, les bavures, les marques d'alimentation, les marques de vibrations, la porosité et les piqûres, etc. Différents outils peuvent être utilisés pour identifier ces défauts. Ces outils comprennent :

• Microscope numérique pour bavures
• Testeur de rugosité de surface pour les marques d'alimentation
• Profilomètre pour les marques de broutage
• Inspection par ressuage ou par particules magnétiques pour la détection des fissures de surface et de subsurface

Contrôle des états de surface après usinage CNC

Cette section explique comment sont inspectés les états de surface des pièces usinées par commande numérique.

Épaisseur et couverture du revêtement

Les pièces usinées par commande numérique sont parfois revêtues pour prévenir la corrosion ou les effets thermiques à haute température. L'épaisseur et l'uniformité du revêtement sont contrôlées. Pour ce faire, on utilise des appareils de mesure d'épaisseur, des microscopes électroniques à balayage (MEB), la fluorescence X, le contrôle UV, etc.

Adhésion du revêtement

L'adhérence du revêtement est inspectée à l'aide d'un testeur d'adhérence par traction, d'un testeur d'adhérence par quadrillage, d'un testeur d'adhérence par rayure, d'un test d'adhérence par indentation Rockwell et d'un équipement de test de flexion.

Modifications dimensionnelles des caractéristiques critiques

Les dimensions critiques peuvent varier après tout traitement de revêtement. Pour les contrôler, on peut utiliser un pied à coulisse, un micromètre d'extérieur, un comparateur d'alésage, un comparateur de filetage, une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) et un comparateur optique.

Tester les performances fonctionnelles des pièces CNC ?

Après usinage CNC, les pièces subissent différents types de tests fonctionnels afin d'examiner leur comportement dans les conditions réelles d'utilisation.

Tests de résistance à la pression

Ce test permet de vérifier si la pièce contient des fluides ou des gaz en toute sécurité sous une pression donnée. Parmi ces pièces, on peut citer les corps de vannes, les composants de moteurs de fusée, les échangeurs de chaleur, etc. Lors de ce test, la pièce est remplie d'eau ou de gaz et mise sous pression à une valeur spécifique. Cette pression est maintenue pendant une durée déterminée afin de détecter toute fuite, déformation ou fissure.

Test de fuite

Il s'agit d'un contrôle non destructif, réalisé pour vérifier l'étanchéité d'une pièce contenant un fluide ou un gaz. Les tests d'étanchéité comprennent le test de bulles, l'immersion dans l'eau, le test de chute de pression et le test de chute de vide.

Test de couple

Si l'objectif est de vérifier si la pièce usinée CNC est capable de supporter une charge de torsion sans défaillance ni déformation, ce test est réalisé.

• essai de couple de filetage
• Essai de couple à rupture
• Ranchs de couple
• analyseur de couple numérique

Les tests et outils mentionnés ci-dessus sont utilisés lors des essais de couple.

Exercice pratique : Problèmes courants de qualité des pièces usinées CNC et leurs causes

Lors du contrôle qualité des pièces usinées CNC, voici les problèmes qui apparaissent :

Dimensions correctes, mais blocage de l'assemblage

Le tableau suivant présente les causes possibles de dimensions incorrectes et leur impact sur la défaillance du joint :

Dimension du trou correcte, mais position du trou incorrecte

Le tableau suivant présente les causes possibles d'un mauvais positionnement des trous :

Finition de surface acceptable, mais mauvais ajustement d'assemblage

Le tableau suivant présente les causes possibles d'une mauvaise finition de surface et leur impact sur l'ajustement de l'assemblage :

Rugosité acceptable mais défaillance du joint

Le tableau suivant présente les causes possibles de la rugosité de surface et son impact sur la défaillance des joints d'étanchéité :

Comment Tuofa gère-t-elle les pièces CNC qui ne répondent pas aux exigences ?

Il est impossible d'usiner un lot de pièces sans aucun problème. C'est pourquoi savoir gérer les pièces défectueuses est également un critère d'évaluation des capacités de production d'une entreprise. fournisseur de services d'usinage CNC fiableForte de nombreuses années d'expérience dans la fabrication, Tuofa met en œuvre les mesures suivantes afin d'éviter la livraison de pièces défectueuses à ses clients.

Identifier et isoler les pièces non conformes

Dès la première étape, notre personnel hautement qualifié identifie et isole les pièces non conformes du lot. Tuofa effectue deux contrôles qualité complets, avant et après traitement. traitement de surfaceMême lors de l'emballage, notre personnel contrôle la qualité des pièces. Ces pièces usinées CNC sont triées en fonction du moindre défaut ou de la moindre erreur dimensionnelle.

Déterminer si les pièces peuvent être retravaillées ou réparées

Dans un second temps, les experts de Tuofa vérifient si la pièce peut être retravaillée ou réparée. L'expérience de notre personnel nous permet de gérer rapidement et précisément les pièces usinées CNC non conformes.

Par exemple, les défauts de surface tels que les bavures et les légères contaminations peuvent être réparés, tandis que les trous surdimensionnés ou les positions hors tolérance d'éléments critiques ne peuvent être réparés aussi facilement. Il est essentiel que les pièces réparées soient de nouveau testées afin de vérifier leurs dimensions, leur état de surface et leur fonctionnement.

Examinez la cause avant de poursuivre la production

Chez Tuofa, la cause de toute erreur n'est pas négligée, mais analysée par notre personnel hautement qualifié. En général, Tuofa vérifie minutieusement les causes des pièces défectueuses et met en œuvre des mesures pour éviter que ces problèmes ne se reproduisent lors de la production suivante. Par exemple, nous vérifions les points suivants :

• Outils de coupe
• Programmes d'usinage
• Processus de traitement de surface
• Processus de nettoyage des pièces

Après avoir confirmé les causes, nous ajusterons les paramètres.

Conclusion

Le contrôle qualité est essentiel à la réussite des applications des pièces usinées CNC, car tout défaut non contrôlé peut engendrer des défaillances ultérieures. Différents outils sont utilisés pour l'inspection des pièces usinées CNC, selon les besoins. Par exemple, pour contrôler un alésage, on peut utiliser un calibre à bouchon, une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), etc.

QFP

Quels sont les outils et les technologies couramment utilisés pour le contrôle CNC ?

Les outils courants sont :

• Pied à coulisse
• Alésomètre
• micromètre
• jauge de filetage
• Plug jauge
• Comparateur optique

Les technologies courantes sont :

• Numérisation 3D
• Tomodensitométrie
• Contrôle MMT
• Sondage en cours de processus

Quand une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est-elle nécessaire pour l'inspection de pièces CNC ?

Une machine à mesurer tridimensionnelle est une machine de pointe utilisée lorsque les tolérances de la pièce sont serrées et que sa géométrie est complexe.

Pourquoi faut-il contrôler à nouveau les pièces usinées CNC après anodisation ?

L'anodisation permet de recouvrir la pièce usinée par commande numérique. Après anodisation, les pièces usinées par commande numérique doivent être contrôlées afin de vérifier l'épaisseur du revêtement et de déceler toute variation dimensionnelle des éléments critiques de la pièce.