Types d'instruments de mesure pour le contrôle CNC : Comment contrôler avec précision les pièces usinées

À l'heure actuelle, où la précision est le facteur le plus important pour les pièces avant leur utilisation dans l'application réelle, l'inspection joue un rôle important dans la vérification de l'exactitude dimensionnelle et fonctionnelle.

L'inspection repose sur deux approches : la mesure et l'utilisation d'instruments de mesure. Les pieds à coulisse, les micromètres et les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), entre autres, sont des outils de mesure. Les instruments de mesure sont abordés en détail dans ce guide. Cet article a pour but de présenter quelques instruments de mesure utiles pour l'inspection des machines à commande numérique (CNC).

Que sont les jauges en contrôle CNC ?

Les calibres font partie intégrante du contrôle CNC et servent à vérifier avec précision les pièces usinées. Ils permettent de déterminer rapidement si une dimension respecte les limites spécifiées, notamment lors du contrôle de pièces à tolérances serrées . Ils sont essentiels à la production de masse car, dans ce contexte, la rapidité, la répétabilité et la simplicité du contrôle sont primordiales. Il existe une grande variété de calibres utilisés dans les industries manufacturières, en fonction de plusieurs facteurs d'ingénierie, tels que la tolérance dimensionnelle, la géométrie du poste de travail, etc.

Pourquoi les pièces usinées CNC nécessitent-elles un contrôle par jauge ?

L'usinage CNC est généralement considéré comme la meilleure plateforme d'usinage, minimisant les défauts. Malgré sa haute précision, nous exigeons de confirmer les dimensions à l'aide de calibres. Ce contrôle est nécessaire pour les raisons suivantes :

• L'usure des outils modifie les dimensions
• Les variations de matériaux peuvent affecter les dimensions finales
• Des erreurs de configuration ou de programmation peuvent se produire.
• Des tolérances critiques, telles que IT5 à IT7, peuvent être requises.

Inspection par jauge vs mesure dimensionnelle

Le tableau suivant présente les différences entre le contrôle dimensionnel et la mesure dimensionnelle :

Calibres pour l'inspection des trous

Comme mentionné précédemment, il existe une grande variété de calibres utilisés pour le contrôle qualité dans les industries manufacturières. Le type de calibre à utiliser dépend principalement de la géométrie. Pour le contrôle des trous, les trois calibres suivants sont couramment utilisés :

Jauges à bouchon

Les calibres à bouchon sont couramment utilisés pour contrôler les trous réalisés lors de procédés tels que le perçage CNC, car ils figurent parmi les outils de contrôle les plus rapides, les plus simples et les plus fiables. Il s'agit d'un calibre cylindrique rectifié avec précision, fabriqué à partir d'acier à outils trempé et présentant un diamètre très exact. Il est inséré dans un trou pour en vérifier le diamètre. Ce calibre possède deux extrémités : une extrémité « passe » et une extrémité « ne passe pas », correspondant respectivement aux dimensions minimales et maximales de la pièce.

Jauges à broches

Ces calibres à broches se présentent sous forme de jeu, et chaque broche a un diamètre connu, comme 5.98 mm, 5.99 mm, etc., ce qui détermine si un trou est dans les tolérances.

• Ce sont les outils les plus simples et les plus précis utilisés pour vérifier le diamètre des trous des pièces usinées par commande numérique.
• Ces jauges permettent de prendre rapidement une décision de passage ou d'arrêt.

Jauges d'alésage

Les comparateurs d'alésage se composent d'une tête de mesure à contacts trempés, d'une sonde mobile à ressort, d'une rallonge et d'un comparateur à cadran. Ils servent à détecter :

• Diamètre intérieur
• Cône
• Non-circularité
• alésages en forme de sablier
• Usure des cylindres après entretien

Ces jauges sont très précises, c'est-à-dire de 1 à 2 µm, et permettent une inspection rapide.

Calibres pour le contrôle des filetages

Les filetages servent à la fixation des boulons ou à l'esthétique des pièces. Pour vérifier leur précision, on utilise les calibres suivants :

jauges à filetage

Ce sont les outils de contrôle de précision utilisés pour l'inspection des filetages internes. Ces filetages peuvent concerner différentes pièces, telles que des écrous, des corps de vannes, etc. Contrôle des calibres de filetage :

• Pas de filetage incorrect
• Diamètre de filetage incorrect
• Mauvaise forme du fil
• Brûlures des dommages
• Fils coupés trop profondément ou trop superficiellement

Ces manomètres sont dotés d'extrémités « Go » et « No-Go » et d'une poignée centrale pour une utilisation facile.

Jauges à bague filetée

Un calibre de contrôle de précision utilisé pour vérifier la qualité et la précision dimensionnelle des filetages extérieurs est appelé calibre à bague de filetage. Il se compose d'une bague en acier trempé avec un filetage intérieur usiné avec précision. Cet outil de contrôle de précision vérifie :

• Diamètre primitif incorrect
• Angle de filetage incorrect
• Pas de filetage incorrect
• Diamètre majeur incorrect

Cet outil permet de confirmer rapidement si ce filetage est acceptable ou non.

Jauges de pas de filetage

Ces calibres figurent parmi les outils de contrôle les plus couramment utilisés en production et en contrôle qualité. Les calibres de pas de filetage vérifient le pas d'une vis et permettent d'identifier différents types de filetages de vis et de tuyaux . Ils sont composés de plusieurs lames placées contre le filetage. Si chaque dent s'emboîte parfaitement dans chaque gorge, le pas est correct.

Calibres pour le contrôle du diamètre extérieur

Pour le contrôle du diamètre extérieur, on utilise des calibres annulaires, des calibres à mâchoires et des calibres micrométriques. Nous les aborderons brièvement dans cette section :

Jauges à anneaux

Les calibres annulaires figurent parmi les calibres les plus couramment utilisés pour contrôler le diamètre extérieur des arbres et autres composants cylindriques fabriqués par des services de tournage CNC.

• Cette jauge garantit :
• diamètre extérieur correct
• La production reste à un rythme élevé
• Aucune erreur de mesure
• Répétabilité améliorée

Jauges Snap

Il s'agit d'un calibre limite permettant de contrôler rapidement le diamètre extérieur de pièces cylindriques. Il se compose d'un calibre de mesure de taille fixe comportant une ou plusieurs ouvertures usinées avec précision. La pièce usinée est insérée dans l'ouverture afin de vérifier si son diamètre extérieur respecte les tolérances spécifiées.

jauges micrométriques

Pour le contrôle de haute précision du diamètre extérieur, on utilise largement des micromètres. Cet outil affiche des valeurs numériques sur un écran. Ces micromètres peuvent être montés sur un dispositif de fixation ou sur une table, ce qui en fait un outil plus rapide et plus précis pour les contrôles répétitifs.

Jauges pour le contrôle de la profondeur, du décalage et de la rainure

La profondeur, le décalage et la rainure sont des éléments importants d'une pièce. Ces caractéristiques garantissent un alignement correct, un ajustement précis, une étanchéité parfaite et les performances fonctionnelles globales d'une pièce usinée CNC. Les instruments de mesure suivants sont utilisés pour contrôler ces caractéristiques d'une pièce usinée CNC :

Jauges de profondeur

Les jauges de profondeur mesurent les caractéristiques de profondeur d'une pièce usinée par commande numérique. Par exemple :

• La jauge de profondeur Vernier mesure la profondeur des trous
• Le profondimètre numérique mesure la profondeur plus rapidement et plus facilement que les profondimètres à vernier, car il est électronique.
• Le micromètre de profondeur est utilisé pour mesurer avec une grande précision les trous, les rainures, etc.

Jauges de hauteur

Ces jauges servent à mesurer la distance verticale ou la hauteur des éléments de pièces usinées par commande numérique. Elles sont utilisées sur une surface pour mesurer la hauteur avec précision.

Ces jauges servent à :

• Mesure de la hauteur des marches
• mesure de la profondeur des rainures
• Emplacement de la caractéristique

Jauges à pas

Ces comparateurs mesurent la différence de hauteur entre deux surfaces adjacentes d'une pièce usinée par commande numérique. Un comparateur est placé sur une surface de référence. Sa pointe de mesure touche à la fois le palier supérieur et le palier inférieur. La distance verticale entre les deux surfaces correspond à la hauteur du palier.

Calibres pour le contrôle des rayons, des chanfreins et des bords

Un contrôle minutieux du rayon, du chanfrein et du bord d'une pièce usinée CNC garantit un ajustement correct, une manipulation sûre et une concentration de contraintes réduite.

Jauges de rayon

Un gabarit de rayon sert à mesurer avec précision les rayons intérieur et extérieur d'une pièce usinée par commande numérique afin de garantir la conformité du rayon d'angle spécifié. Il remplit les fonctions suivantes :

• Garantie de la précision dimensionnelle
• Réduction des concentrations de stress
• Vérification de la conformité aux plans techniques

Jauges de chanfrein

Pour vérifier rapidement que le chanfrein présente l'angle et la largeur corrects, on utilise des calibres de chanfrein. Ces calibres garantissent un ajustement parfait, des bords sûrs et la précision dimensionnelle d'une pièce usinée par commande numérique.

jauges d'angle

Pour vérifier si les caractéristiques, telles que les chanfreins, les rayons, etc., sont réalisées selon les angles corrects, on utilise ces gabarits d'angle.

Maintenance des jauges

Un entretien régulier de tout objet augmente sa durée de vie et sa précision. Cette section fournit des informations sur l'entretien des instruments de mesure :

Pourquoi les instruments de contrôle CNC nécessitent-ils un étalonnage ?

Lors de l'utilisation d'un instrument de contrôle, différents facteurs, tels que l'usure, le frottement avec les composants adjacents et les variations de température, affectent sa précision. Pour pallier ces problèmes, un étalonnage régulier est nécessaire afin d'obtenir des résultats précis.

Comment stocker et entretenir les manomètres

Pour ranger et entretenir les jauges de contrôle, procédez comme suit :

1. Maintenir la propreté
2. Assurer une résistance à la rouille et aux chocs contre l'humidité et les chutes d'objets.
3. Ne mélangez pas les jauges d'inspection avec des objets mal stockés

Jauges personnalisées pour pièces usinées CNC

Lors de l'usinage et de la fabrication, des jauges personnalisées sont également utilisées lorsque les jauges de contrôle standard ne répondent pas aux exigences.

Quand les jauges standard ne suffisent pas ?

Il arrive que la conception des boulons, vis, trous, filetages, etc., soit personnalisée selon des exigences spécifiques. Ces conceptions s'écartant des dimensions ou des modèles standard, les calibres de contrôle standard ne conviennent pas. Dans ce cas, on utilise des calibres de contrôle spécifiques.

Avantages des jauges personnalisées pour la production CNC

Voici les avantages de l'utilisation de jauges de contrôle personnalisées lors de la production CNC :

1. Précision accrue grâce à une conception spécifique répondant aux exigences
2. Cohérence améliorée
3. Taux de production plus élevé
4. Détection précoce des défauts
5. Capacité d'inspection à 100 %
6. Longue durée de vie

Calibres dans le processus d'inspection CNC

Les jauges de contrôle sont utilisées dans les étapes suivantes d'un processus d'inspection CNC :

Première inspection de l'article

Les calibres de contrôle sont utilisés après la production de la première pièce usinée par commande numérique. Leur rôle clé dans le contrôle qualité en première monte (FAI) est le suivant :

1. Vérification des dimensions critiques
2. Confirmation de la configuration de la machine CNC
3. Permet un contrôle rapide de réussite/échec
4. Détection précoce des erreurs d'usinage
5. Réduction des rebuts et des retouches

En cours d'inspection

Le contrôle en cours de production consiste à utiliser les instruments de contrôle pendant l'usinage, avant la fin de l'opération. À cette étape, les instruments de contrôle permettent de vérifier :

1. Vérification des dimensions critiques, telles que le rayon, le chanfrein, etc.
2. Permet une correction immédiate du décalage de l'outil
3. Maintenir une qualité constante
4. Minimiser les temps d'arrêt des machines

L'inspection finale

Cette étape consiste à contrôler les caractéristiques des pièces finies à l'aide d'instruments de mesure. L'objectif est de vérifier que la pièce finie est conforme au plan technique et que ses dimensions respectent les tolérances. Les instruments de mesure ont notamment pour fonctions :

1. Vérification des caractéristiques géométriques
2. Détection de toute pièce hors tolérance
3. Décision de réussite/échec rapide et reproductible
4. Prévention de la mise à disposition des composants défectueux au client

Comment Tuofa utilise-t-il les jauges pour inspecter vos pièces ?

TUOFA est une entreprise manufacturière chinoise reconnue pour son excellence en matière de production et de contrôle qualité de pièces, réalisés dans le strict respect des normes. TUOFA dispose de machines CNC de pointe, d'instruments de mesure de différentes spécifications et d'opérateurs hautement qualifiés et expérimentés.

Pour garantir la conformité des pièces usinées CNC à toutes les exigences, TUOFA utilise différents calibres pour contrôler diverses caractéristiques des pièces de vos projets, telles que les filetages et le diamètre extérieur. Des calibres de filetage conformes aux normes impériales, britanniques et métriques courantes sont utilisés pour contrôler les filetages internes et externes des pièces usinées CNC. L'image ci-dessous présente les différentes spécifications des calibres de filetage et des bagues de contrôle TUOFA :

Conclusion

Les instruments de contrôle jouent un rôle essentiel dans la maîtrise de la qualité des pièces. Différents types d'instruments sont utilisés lors de l'usinage, de la fabrication et du contrôle qualité des pièces usinées CNC. Par exemple, il existe des instruments spécifiques pour le contrôle des filetages, des rayons et des chanfreins. Après une utilisation prolongée, la précision des instruments de contrôle peut être affectée par divers facteurs, tels que les variations de température ; un étalonnage et un entretien réguliers sont donc indispensables.

QFP

Un indicateur Go/No-Go est-il un type d'indicateur ?

Oui, il s'agit d'un calibre limite qui fournit rapidement des informations sur la conformité ou non de la caractéristique mesurée.

En quoi la précision des différents types de jauges varie-t-elle ?

La principale différence réside dans la capacité des jauges à contrôler les dimensions et à fournir une valeur exacte, ou à se contenter de résultats qualitatifs.

Quels sont les critères à prendre en compte lors du choix d'un indicateur ?

La décision peut être prise sur la base de :

• Fonctionnalité à inspecter
• Précision et tolérance requises
• matériau et dimensions de la pièce
• Volume de production et facilité
• Vitesse d'utilisation avant de choisir un indicateur