Comprendre le cycle de forage et de robinetterie dans Mastercam

La précision de filetage est une pierre angulaire de la fabrication de précision, qui affecte tout, de l'ajustement de montage à la durée de vie de fatigue des composants. Mastercam, une plateforme de pointe CAD/CAM, offre des cycles de forage et de robinets sophistiqués qui automatisent la production de trous filetés. Ces cycles combinent forage (et souvent chanfer) avec un seul fonctionnement programmé, réduisant l'intervention manuelle et assurant la répétabilité.

Le cycle de forage et de taraudage de Mastercam n'est pas une routine unique. Il comprend plusieurs sous-cycles qui peuvent être sélectionnés en fonction de la capacité de la machine, du type d'outil et des caractéristiques du matériau. Les plus courantes sont le cycle de taraudage standard (G84/G74 pour les fils de droite et de gauche), le taraudage de peck pour les trous profonds et les cycles de taraudage rigides qui synchronisent la rotation des broches avec la vitesse d'alimentation.

Paramètres clés pour l'optimisation

Chaque paramètre d'un cycle de forage et de robinets Mastercam influence directement la qualité du fil et la durée de vie de l'outil.

Profondeur de fil et préparation du trou

La profondeur du fil doit tenir compte de la longueur complète du fil et de toute ouverture nécessaire au fond du trou. Mastercam permet de définir la profondeur du fil par rapport au haut de la pièce ou au fond d'un trou pré-percé. Pour les trous aveugles, il est essentiel d'inclure un robinet de fond ou une géométrie modifiée du robinet pour éviter de planer et de briser l'outil. Le diamètre et la profondeur du trou pilote doivent également être assortis avec précision à la taille du perceur du robinet pour le pourcentage de filetage cible (habituellement 60 à 75 % pour la plupart des applications).

Taux d'alimentation et vitesse de la broche (RPM)

Le débit d'alimentation dans un cycle de taraudage doit correspondre exactement au temps de tangage du fil par la vitesse de la broche (Feed = Pitch × RPM). Toute déviation cause une distorsion du fil ou une rupture de l'outil. Le post-processeur de Mastercam gère cette synchronisation automatiquement pour la taraudage rigide, mais le programmeur doit toujours saisir le bon tangage et le RPM. Par exemple, un robinet M10×1,5 à 500 RPM nécessite un flux de 750 mm/min. La dureté du matériau et la formation de puces dictent également des vitesses optimales : des matériaux plus doux comme l'aluminium peuvent tolérer des RPM plus élevés, tandis que l'acier inoxydable et le titane nécessitent des vitesses plus faibles avec une lubrification adéquate.

Mastercam prend également en charge des stratégies de vitesse et d'alimentation variables pour le taillage des copeaux, qui peuvent être utilisés pour casser les copeaux dans les trous profonds ou les matériaux susceptibles de soudage des copeaux.

Types de cycles et stratégies de rétractation

Le choix entre un simple cycle de robinet, un cycle de robinets ou un cycle combiné de tap-perceuse affecte à la fois le temps de cycle et l'intégrité du filetage. Mastercam offre des options de rétractation : rétractation standard à la hauteur initiale Z, rétractation à un plan de dégagement, ou rétractation progressive après chaque pont.

De plus, l'inclusion d'une plante au fond du trou (si la machine le permet) peut aider à soulager la pression de l'outil et réduire le risque de déchirement du filetage lors de la rétraction.

Paramètres de refroidissement et de lubrification

Mastercam ne contrôle pas directement le liquide de refroidissement, mais les paramètres du cycle peuvent être réglés pour activer les codes M pour le liquide de refroidissement, le liquide de refroidissement à broches ou le brouillard. Pour les opérations de taraudage, le liquide de refroidissement à broches à haute pression est très efficace pour évacuer les puces et lubrifier les bords de coupe. Dans le logiciel, vous pouvez programmer des codes M08/M09 ou des codes M personnalisés à des points spécifiques du cycle (p. ex., avant le forage, après taraudage).

Vérification du chemin d'outils et évitement des collisions

Avant de lancer le cycle à la production, utilisez le rétroprojecteur de Mastercam et vérifiez les chemins d'outils. Les collisions avec des pinces, des fixations ou la pièce elle-même peuvent être prises tôt. Le cycle supporte également les mouvements de plomb et de plomb pour la taraudage, qui peuvent être adaptés pour réduire la charge de choc sur le robinet lorsqu'il entre dans le trou.

Techniques d'optimisation avancées

Au-delà des paramètres de base, plusieurs stratégies avancées peuvent pousser la qualité et la productivité du fil plus loin.

Tapping rigide contre tapage par compression

La méthode de taillage rigide (alimentation synchrone) est la méthode préférée des machines CNC modernes car elle permet des vitesses plus élevées et une meilleure précision du fil. Mastercam supporte les cycles de taillage rigide et de compression. Pour les machines plus anciennes ou en utilisant des porte-boutons flottants, le cycle de taillage compense les variations mineures de flux.

La fraisage des fils comme alternative

Dans Mastercam, vous pouvez également programmer des opérations de fraisage de fils, qui offrent une plus grande flexibilité pour les grands fils, les fils à plusieurs démarrages, ou quand un seul outil doit créer différentes tailles de fils. Le fraisage de fils est particulièrement bénéfique pour les matériaux durs et pour éliminer le risque de rupture du robinet. Cependant, il est plus lent que le taraudage pour la production de volume élevé.

Réglages spécifiques au matériau

Différents matériaux exigent différentes stratégies d'optimisation :

  • Aluminum: Hautes vitesses de broche (3000-6000 RPM), robinets tranchants avec flûtes polies, et liquide de refroidissement abondant pour empêcher le bord accumulable.
  • Acier (faible carbone):[ Vitesses modérées (1000–2000 RPM), utilisation de robinets en acier à grande vitesse ou revêtus, et de pecks de rupture de puces pour des trous de diamètre supérieur à 2×.
  • En acier inoxydable: Basse vitesse (300–800 RPM), robinets lourds avec revêtement cobalt ou TiAlN, et taraudage rigide avec alimentation contrôlée pour éviter le durcissement du travail.
  • Titanium et exotiques:[ Très faibles vitesses (100–300 RPM), robinets spécialisés avec des angles d'hélice élevés, et réfrigérant à broches pour gérer la chaleur.

Mastercam vous permet de créer des bibliothèques d'outils et des modèles de cycle spécifiques au matériel, garantissant ainsi l'application de paramètres cohérents pour des tâches similaires.

Utilisation de sous-programmes et de codes M personnalisés

Pour les utilisateurs avancés, le post-processeur de Mastercam peut être personnalisé pour produire des codes M pour des fonctions spéciales telles que les sauts de puce, l'orientation des outils ou les incréments de peck variables. Ceci est particulièrement utile dans les machines à broches multiples ou à fraises où le cycle de perçage et de taraudage doit interagir avec d'autres opérations.

Dépannage des problèmes communs de filage

Même avec une optimisation soigneuse, des problèmes peuvent survenir. Ci-dessous sont les problèmes communs et leurs solutions.

  • Fils surdimensionnés:[ Souvent causés par une vitesse d'alimentation excessive pendant le tapotage (erreur de pointage). Vérifier la synchronisation entre la broche et l'axe Z. Vérifiez également si le robinet est surdimensionné ou porté.
  • Fils de dimensions inférieures:[ Habituellement en raison d'un diamètre trop petit d'un trou de pilote ou d'une déviation excessive de l'outil. Recalculer la taille de la foreuse de robinet pour le pourcentage de filet désiré.
  • Fil galant ou déchirant:[ Lubrification insuffisante ou robinet terne. Augmenter le débit de liquide de refroidissement et utiliser un robinet enduit. Réduire le RPM pour diminuer la production de chaleur.
  • Cassage du robinet:[ Souvent, il se produit au fond des trous aveugles ou lorsque les puces sont emballées. Réduire la profondeur du cou, ajouter des restes de bris de puces et s'assurer que le trou est suffisamment profond pour le chanfrein du robinet.
  • Pouvoir la surface des fils:[ Peut être causé par des variations de vitesse de la broche ou des douilles de guidage usées.

Avantages de la maîtrise du cycle de forage et de robinetterie

Investir du temps dans l'optimisation des cycles de forage et de robinettage de Mastercam permet des rendements tangibles.

  • Augmentation de la qualité et de la consistance du fil:[ L'optimisation du cycle garantit que chaque fil répond aux spécifications, réduisant la retravail et la ferraille.
  • Moyens réduits du cycle:[ En choisissant le cycle de robinet le plus efficace (p. ex., monopasse vs peck) et en optimisant les vitesses, le temps d'usinage total diminue.
  • Durée de vie étendue de l'outil :[ Les vitesses, les flux et la lubrification appropriés réduisent l'usure des robinets et des forets, réduisant ainsi les coûts d'outillage.
  • Temps d'arrêt minimal de la machine :[ Moins de bris d'outils et d'événements de retravail maintiennent la production à l'horaire.
  • Fondabilité du processus plus grande: Des cycles automatisés et bien paramétrés réduisent l'erreur de l'opérateur et permettent la fabrication de l'éclairage.

Pour plus d'informations sur les géométries spécifiques des robinets et les paramètres recommandés, consultez le guide technique de taraudage ou Guide de forage et de taraudage. De plus, la documentation de support de Mastercam fournit des détails détaillés sur la personnalisation du cycle.

Conclusion

Les cycles de forage et de robinetterie de Mastercam sont des outils puissants qui, lorsqu'ils sont optimisés correctement, fournissent des fils précis efficacement. En comprenant l'interaction des caractéristiques de l'alimentation, de la vitesse, du type de cycle, du liquide de refroidissement et du matériau, les fabricants peuvent éviter les pièges communs et obtenir une précision de filetage supérieure.