Gabarits et montages : Différences essentielles et impact sur la fabrication

Les gabarits et les montages doivent souvent être clarifiés, mais ces deux éléments jouent des rôles différents dans le processus de fabrication. Les gabarits sont des dispositifs qui maintiennent ou guident les outils de coupe pendant les opérations répétitives. Les montages ne tiennent pas nécessairement l'outil de coupe, mais maintiennent la pièce dans une orientation fixe au cours des processus. Ils sont des partenaires silencieux de la production car ils incarnent la précision et l'efficacité dans le monde de l'ingénierie. Leur capacité à accélérer considérablement le processus de production les rend essentiels dans la fabrication.

Cet article fournit des informations utiles sur la manière dont les gabarits et les montages peuvent améliorer vos projets d'ingénierie, en vous apportant la précision et la productivité dont vous avez besoin pour rester à la pointe de la production actuelle.

Comprendre les gabarits et les montages

Certaines opérations ne nécessitent pas d'outils supplémentaires pour les maintenir en place. Ces machines, comme les tours, ont la pièce à usiner fixée en place dans le mandrin. Toutefois, lorsqu'il s'agit de machines complexes, elles ont besoin d'être guidées et positionnées avec précision. C'est pourquoi un dispositif de guidage d'outil appelé gabarit est nécessaire, et un outil de positionnement de la pièce à usiner est utilisé comme dispositif de fixation. Plus précisément, les fabricants construisent généralement des gabarits pour des composants particuliers. Leur objectif est de réduire le temps nécessaire au serrage d'une pièce, ce qui garantit la répétabilité. Le type de gabarit le plus courant est le gabarit de perçage, qui dirige la perceuse vers l'endroit où elle doit percer un trou.

De même, les montages assurent la stabilité et l'orientation des pièces à usiner pendant le processus d'opération. Il s'agit d'opérations telles que le soudage, l'assemblage ou les processus d'inspection.

Ces deux outils rationalisent la production et établissent l'interchangeabilité en respectant les tolérances fixées. Ils relient la tolérance de l'outil de coupe à celle de la pièce, ce qui élimine la nécessité de régler chaque pièce. Ils sont donc excellents pour la production de masse de pièces identiques et interchangeables.

Toutefois, avec les progrès de la technologie, de l'automatisation et des machines à commande numérique (CNC), les gabarits peuvent devenir superflus car les trajectoires des dents sont programmées numériquement et stockées dans la mémoire de la machine. En ce qui concerne les montages, le bloc serré à l'intérieur de la machine ou l'étau sur l'établi font office de montages.

Types de gabarits et montages

Les fabricants adaptent différents types de gabarits et de montages à des processus et à des applications spécifiques. Leur compréhension est cruciale pour faciliter les bons choix pour le bon travail.

Gabarits

En règle générale, les gabarits sont conçus sur mesure pour une tâche spécifique. Cela permet de garantir la répétabilité et la précision de la production. Les gabarits les plus couramment utilisés sont les suivants :

Gabarit

Il s'agit des types de gabarits les plus simples. La plaque sert de gabarit avec deux trous. Le gabarit est fixé sur la pièce à usiner. L'opérateur dirige la perceuse à travers ces trous vers la pièce, et le perçage a lieu. L'opérateur réalise ensuite les trous au même endroit que ceux du gabarit, avec la même taille et la même forme. Les gabarits améliorent l'efficacité du processus de perçage en réduisant les risques d'erreur et de reprise grâce à un guidage précis.

Gabarit de plaque

En offrant un support avec des douilles sur le gabarit, un gabarit à plaques est un gabarit amélioré. Il fonctionne selon un principe similaire. La seule différence est que les trous percés sont un peu plus grands et nécessitent une grande précision dans leur espacement.

Gabarit pour plaques d'angle

Comme son nom l'indique, il est idéal pour étayer la pièce à travailler à un angle. Il est généralement utilisé pour percer des trous en diagonale.

Gabarit de diamètre

Il permet de percer des pièces arrondies qui sont difficiles à fixer avec d'autres gabarits. Par exemple, faire des trous radiaux dans une pièce cylindrique ou sphérique.

Gabarit en forme de chenal

Ce gabarit présente une section transversale en forme de canal. Les opérateurs montent la pièce dans le canal et la fixent en tournant un bouton moleté. La douille de perçage guide ensuite l'outil pendant l'opération.

Gabarit à feuilles

Le gabarit à lames comporte une lame ou une plaque articulée qui permet de charger et de décharger la pièce sans effort. Le vantail articulé n'entoure pas complètement la pièce.

Gabarit d'anneau

La pièce à usiner est fixe et serrée sur le corps de la perceuse tandis que les douilles de la perceuse guident les trous réalisés. Il convient au perçage de trous sur des pièces à brides circulaires.

Gabarit de boîte

Le gabarit en forme de boîte comporte un élément en forme de boîte dans lequel la pièce est étroitement enfermée. Les opérateurs peuvent percer ou usiner la pièce sous de nombreux angles en un seul réglage, en fonction de la face du gabarit qui fait face à l'outil.

Gabarits universels

Ces gabarits sont polyvalents et peuvent être ajustés pour s'adapter à différentes pièces. Ils peuvent s'adapter à différentes formes et tailles, ce qui leur permet de répondre à un large éventail d'applications.

Fixtures (en anglais)

L'objectif premier est de garantir un positionnement précis de la pièce pendant le processus d'usinage. Les montages empêchent les pièces de s'envoler inopinément de la table de travail, ce qui réduit les erreurs et améliore la sécurité des travailleurs. En outre, les opérateurs peuvent les positionner à n'importe quel angle, ce qui permet des activités dans plusieurs directions.

Dispositifs de tournage

Ils sont généralement fixés sur la broche de la machine ou sur une plaque frontale. En règle générale, les dispositifs de tournage sont utiles pour les pièces plus complexes créées sur des machines à commande numérique. tours ou machines de tournage. Ils assurent la stabilité et l'orientation et conviennent aux opérations nécessitant une rotation de la pièce autour d'un axe central.

Appareils de fraisage

Ils sont généralement fixés sur le nez de la broche de la machine et sont sécurisés par des attaches. La table est placée dans la bonne position autour de la fraise. Les pièces à usiner sont donc placées sur la base de fixation et fermement serrées avant le début du travail.

Appareils de perçage

Parfois, des dispositifs de perçage peuvent être utilisés à la place ou en complément des gabarits. Ils sont constitués d'un trou et d'une douille.

Dispositifs de brochage

Les pièces sont maintenues fermement en place par des dispositifs de brochage pendant qu'elles sont façonnées par des brocheuses. Des rainures de clavettes, des trous et d'autres formes spécialisées sont fréquemment créés dans les pièces à l'aide de cette technique.

Dispositifs de meulage

Ils soutiennent le travail pendant la processus de broyage. Les mandrins simples ou coniques sont utilisés dans la rectification cylindrique pour la finition de la surface externe. La pièce à usiner est placée et maintenue en place sur le mandrin en utilisant l'alésage, ce qui permet d'usiner la surface extérieure correctement et de manière concentrique par rapport à l'alésage. Le mandrin de rectification interne fait office de dispositif de fixation.

Dispositifs d'alésage

La conception du dispositif intègre toutes les caractéristiques essentielles de la construction d'un gabarit et d'un dispositif de fixation. Les montages d'alésage maintiennent solidement la pièce à usiner pour garantir un alignement précis pendant les opérations d'alésage. Son implication dans les processus de base permet une structure simplifiée.

Dispositifs de taraudage

Maintient les pièces en place pour faire filets internes sur les trous percés. Ces raccords sont nécessaires pour les formes irrégulières ou les pièces déséquilibrées, en particulier si elles nécessitent un taraudage en masse sur les pièces.

Dispositifs de soudage

Offrir un support aux différents objets soudés, en les maintenant en place pour éviter les déformations. Un serrage léger est utilisé, mais il doit être placé loin de la zone de soudage. Pour que le support puisse résister aux contraintes de la soudure, il doit être assez rigide et solide.

Dispositifs d'assemblage

Les dispositifs d'assemblage sont utilisés pour soutenir les différents composants dans la position relative appropriée au cours de l'assemblage.

Fixations de la contre-pointe

Soutient les pièces longues et minces pendant le processus de meulage. En ajoutant une stabilité et un soutien supplémentaires, ces raccords empêchent la pièce de se plier ou de dévier. Ils conviennent aux tâches de rectification cylindrique sur des broches, des arbres longs et d'autres composants de grande taille.

Avantages de l'utilisation des gabarits et montages en ingénierie

Productivité accrue

Le temps nécessaire pour marquer, mesurer et serrer les pièces pour chaque opération est considérablement réduit grâce aux gabarits et aux montages. La réduction des ajustements manuels permet d'accélérer les processus de fabrication et d'inspection. Les gabarits et les montages accélèrent la production et augmentent le rendement en permettant des réglages rapides et fiables et le positionnement de l'outil et de la pièce.

Amélioration de la sécurité

Les gabarits et les montages réduisent les risques d'accident en offrant une plate-forme sûre et stable pour les opérations. Si, par exemple, un travail répétitif effectué manuellement conduit à l'ennui et à la fatigue, la probabilité d'accident augmente.

Réduction des coûts

Une augmentation de la productivité tout en minimisant les erreurs permet en fin de compte de réduire les coûts de production. Il s'agit d'une solution souhaitable pour les fabricants qui tentent de rationaliser leurs opérations.

Accroissement de l'exactitude et de la précision

En fournissant une plate-forme sûre et stable, on garantit un travail cohérent. Ce niveau de précision est très important dans certaines opérations où le moindre écart peut avoir de graves conséquences. C'est le cas, par exemple, dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile.

Réduction des déchets

Les gabarits et les montages permettent de minimiser les erreurs et les mauvais alignements susceptibles d'entraîner des pertes de matériaux en guidant avec précision les instruments de coupe et les pièces à usiner pendant les procédures.

Réduction de la main-d'œuvre

Cette technique permet d'automatiser la production en augmentant le débit et en diminuant le nombre de cycles nécessitant des mesures, des décisions et des manipulations.

Polyvalence et flexibilité

Certains gabarits et montages offrent des opérations polyvalentes, permettant à l'opérateur de s'adapter à de nombreuses pièces à usiner sans avoir recours à un outillage sur mesure. Cette caractéristique est très importante pour le prototypage et la production à petite échelle.

Quelques éléments de conception suggérés améliorent le fonctionnement général des gabarits et des montages. Voici quelques facteurs de conception cruciaux à prendre en considération.

Pour une précision maximale, les montages de machines doivent être positionnés avec précision. Le bridage de l'outil est donc essentiel. Étant donné qu'une contrainte excessive peut entraîner des informations inexactes, il serait préférable de l'éviter.

Dans la mesure du possible, les montages et les gabarits doivent être conçus pour être utilisés d'une seule main. Les opérateurs peuvent ainsi tenir le dispositif d'une main tout en utilisant l'autre pour positionner ou stabiliser la pièce.

Considérations relatives à la conception des gabarits et des montages

1. Le matériau utilisé pour un gabarit ou une fixation doit être choisi avec soin. Par exemple, un dispositif ou un gabarit utilisé pour plusieurs pièces doit être construit dans un matériau robuste, tel que l'acier trempé. Les polymères et le bois sont des exemples de matériaux de substitution.

2. Créer une fixation ou un gabarit capable de maintenir la pièce tout au long des opérations secondaires sans nécessiter d'assistance humaine.

3. Réalisez le moins d'étapes possible lors de la création d'un dessin ou d'un modèle. Cela permet de raccourcir les temps de cycle et de répéter les mouvements qui provoquent la lassitude.

4. Tenir compte de l'intégration du gabarit ou du montage dans l'ensemble du processus de fabrication.

5. Sélectionnez des géométries qui attirent l'attention sur les erreurs d'alignement. Cela peut réduire le nombre d'accidents du travail.

6. Des composants d'éjection appropriés doivent être incorporés pour pousser la pièce à l'extérieur après le processus en cas de besoin.

Applications

Soudage

Les gabarits et les fixations sont idéaux pour maintenir les pièces ensemble et dans la bonne position pendant les processus qui font appel à des températures élevées, comme le soudage. Ils empêchent les mouvements et garantissent la précision des soudures.

Assemblée

Les gabarits et les montages jouent un rôle crucial en garantissant la précision et l'exactitude au cours de ce processus. Ils alignent les pièces avec précision et veillent à ce qu'elles s'emboîtent parfaitement. C'est un avantage pour les chaînes d'assemblage à grand volume.

L'inspection

Les montages permettent d'effectuer des mesures précises en orientant correctement les pièces. Les gabarits peuvent également aider à guider les outils d'inspection tels que les jauges ou les sondes.

Travail des métaux

Les opérations telles que le fraisage et le perçage sont réalisées à l'aide de gabarits et de montages. Ils garantissent la cohérence et la précision tout au long des processus.

Travail du bois

Les outils tels que les scies et les défonceuses sont guidés à l'aide de gabarits pour une coupe correcte et la réalisation de trous ou de joints. Au cours de processus tels que le ponçage ou le collage, les gabarits alignent et fixent les pièces de bois.

Dispositifs médicaux

Les dispositifs médicaux délicats doivent être positionnés avec précision lors de l'assemblage. Cela permet de s'assurer qu'ils répondent à leurs spécifications précises.

Fabrication de bijoux

Les pièces de joaillerie doivent souvent être maintenues en place pendant le sertissage des pierres. La profondeur et l'alignement doivent être corrects au cours du processus pour que la pièce soit conforme à ce que l'on attend d'elle.

Innovations

Dans la fabrication moderne, les progrès en matière de gabarits et de montages ont évolué pour répondre à la demande d'augmentation de la productivité. En voici quelques exemples :

Montages automatisés et à commande numérique

Les opérateurs les intègrent dans des lignes de produits automatisées comme les bras robotisés et d'autres machines. Ils peuvent s'ajuster automatiquement pour effectuer des réglages précis et réduire l'erreur humaine. Ils favorisent ainsi la répétabilité des opérations.

Luminaires intelligents et compatibles avec l'IdO

La surveillance en temps réel de facteurs tels que l'alignement, la température et la pression est rendue possible par l'intégration de capteurs et de technologies de l'internet des objets dans les gabarits et les montages. Cela facilite le contrôle des produits et la maintenance.

Gabarits et montages imprimés en 3D

L'impression 3D facilite les changements possibles lors de la conception. Certains peuvent également être produits rapidement s'ils sont adaptés à certaines activités.

Conception ergonomique et centrée sur l'homme

Les innovations ont permis de concevoir des gabarits et des montages plus faciles à régler et à utiliser, ce qui réduit les risques et les blessures pendant le travail.

Combiner les technologies

Les montages et gabarits hybrides peuvent remplir plusieurs fonctions, ce qui réduit la nécessité d'avoir recours à différentes configurations. Ils utilisent différents matériaux pour équilibrer le poids et la résistance.

Conception écologique

La prise en compte du climat est un aspect important des technologies récentes. L'utilisation de matériaux recyclés ou respectueux de l'environnement dans la fabrication de gabarits est incontestable.

Conclusion

Les gabarits et les montages sont l'épine dorsale de la productivité et leur rôle dans la qualité des produits est indéniable. Ils aident la production à rester compétitive et garantissent la fiabilité des processus. Avec les progrès technologiques, ils continueront à jouer un rôle essentiel dans l'industrie pour répondre aux nouvelles opportunités et aux nouveaux défis.