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Qu’est-ce qu’une tolérance en usinage CNC?
En usinage CNC, une tolérance fait référence à la plage acceptable de variation des dimensions d’une pièce fabriquée par rapport à ses spécifications de conception.
Exemple de tolérance : 25,32 mm +0,03/-0,03
En d’autres termes, c’est l’écart autorisé entre les dimensions réelles de la pièce usinée et les dimensions souhaitées sur plan. C’est d’une certaine manière l’intervalle permise sur une dimension. Les tolérances sont souvent définies avec une borne supérieure et une borne inférieure qui sont les déviations positives et négatives maximales acceptables.
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En effet, bien que les machines de CNC usinage soient de plus en plus performantes, il existera toujours un écart entre la dimension cible (sur le plan) et la dimension réelle d’une pièce usinée. Ajouter des tolérances permet de quantifier les limites acceptables, en termes d’écarts, avant de considérer une grandeur comme étant hors spécifications. La difficulté d’usinage sera d’autant plus importante que les tolérances seront serrées.
La définition des tolérances est donc totalement indispensable afin de permettre l’usinage CNC de vos pièces.
- Les tolérances doivent être déterminées et définies en tenant compte de divers facteurs tels que:
- Les contraintes de fabrication: machines, matériaux, coût de production…
- Les exigences fonctionnelles : jeu fonctionnel, assemblage, précision.
Les différents types de tolérances utilisées en conception et en usinage CNC
1/ Les plages de tolérance en CNC usinage
Une plage de tolérance spécifie l’écart acceptable par rapport aux dimensions nominales d’une pièce. Par exemple, si une pièce doit mesurer 50 mm, une tolérance dimensionnelle de +0,05 mm et -0,15 mm signifie que la dimension réelle de la pièce peut varier entre 50,05mm et 49,85mm.
2/ Les tolérances unilatérales en CNC usinage
La plage de tolérance peut-être unilatérale, cela signifie que la valeur de la côte finale ne peut varier que dans un seul sens positif ou négatif par rapport à la côte cible. Exemple : 50,00 mm +0,03/-0,00.
3/ Les tolérances bilatérales en CNC usinage
La plage de tolérance peut-être bilatérale ce qui signifie que la côte finale ne peut dévier de la côte cible que d’une quantité identique en positif et en négatif. Exemple : 50,00 mm ±0,03
4/ Les tolérances géométriques (système GD&T)
En plus des tolérances dimensionnelles, des tolérances géométriques et de forme peuvent venir compléter un plan de cotation : coaxialité, planéité, rectitude, concentricité… Ces tolérances s’expriment de différentes manières et doivent être présentées selon le standard GD&T (Geometric Dimensioning and Tolerancing).
5/ Les tolérances d’état de surface
Enfin, les tolérances peuvent aussi porter sur des états de surface comme la rugosité notamment avec des indicateurs comme le Ra et le Rz. Ces éléments peuvent avoir une visée esthétique dans certains secteurs mais bien souvent dans les domaines techniques la rugosité est un paramètre important sur l’écoulement de fluide, les frictions entre deux pièces, l’usure, l’adhérence …
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Les erreurs classiques à éviter en conception de pièces sur le tolérancement en CNC usinage
1/ Des spécifications de tolérance trop restrictives
Des tolérances serrées entraînent forcément des coûts de fabrication plus importants et une augmentation des rejets de pièces. Il est important de trouver un équilibre entre les exigences de conception et les capacités de fabrication.
2/ Ignorer les capacités de la machine CNC
Chaque machine CNC d’usinage a ses limites et ses capacités spécifiques. Ignorer ces facteurs peut entraîner des résultats médiocres ou des niveaux de qualité inatteignables. Il est essentiel de prendre en compte les capacités des machines d’usinage CNC lors de la définition des tolérances.
3/ Mauvaise communication des tolérances
Une mauvaise communication ou un mauvais positionnement des tolérances sur les plans peut entraîner des erreurs de fabrication. Il est crucial de documenter clairement les tolérances dans les plans de fabrication, les dessins techniques ou les spécifications pour éviter toute confusion.
4/ Ne pas tenir compte de l’interaction des tolérances
Les pièces complexes peuvent avoir plusieurs caractéristiques et tolérances interdépendantes et qui entrent en conflit. Il est important de comprendre comment ces tolérances interagissent les unes avec les autres afin d’éviter des problèmes d’assemblage ou de fonctionnalité. Le problème de sur-cotation ou de sur-tolérancement est fréquent en conception mécanique.
5/ Ne pas effectuer de contrôles qualité adéquats
Si des tolérances sont imposées sur les plans, c’est en principe que la côte en question est importante. Il faut donc prévoir un contrôle (mécanique, laser, optique…) pour s’assurer que la côte est bien comprise dans la plage de tolérance définie. Mais qui dit contrôle dit coût supplémentaire. Pour chaque tolérance imposée, il faut donc être en mesure de définir le moyen de contrôle approprié. Ignorer cette étape peut entraîner des défauts de qualité et des surcoûts inutiles.
Les tolérances en usinage CNC sont essentielles pour garantir des résultats précis et fiables lors de la fabrication de pièces. Comprendre les différents types de tolérances utilisées en conception et en CNC usinage et éviter les erreurs courantes peuvent contribuer à améliorer la qualité de vos pièces usinées. Pour vous accompagner dans la conception et la production de vos usinages CNC, il est important de pouvoir se reposer sur des partenaires reconnus et expérimentés. C’est le cas de Fidemeca, donc n’attendez plus pour nous soumettre vos projets.
