Serrage et bridage CNC
Le serrage est la première cause d'erreur géométrique et de rebut en usinage CNC. Choisir la bonne solution selon la pièce, l'opération et la série réduit les reprises et améliore la répétabilité.
SERRAGE — HUB CNC
Par où commencer ?
1. Typer la pièce
Cylindrique → mandrin/pince. Prismatique → étau. Fragile ou brute → mors doux. Complexe 5 axes → palette zéro-point. Le choix cadre tout le reste.
2. Choisir selon la série
Proto/unitaire : étau universel + bride. Moyenne série : mandrin hydraulique + stop. Grande série : palette modulaire SMED < 10 min.
3. Dimensionner l'effort
Fc radial en ébauche acier/inox peut atteindre 200–500 N. Effort de bridage ≥ 3× Fc. Vérifier pression étau pneumatique/hydraulique.
Cinq familles de bridage CNC
Mandrins et pinces
Mandrins 3 mors, 4 mors, pinces ER/TG/OZ, mandrins hydrauliques et à rétrécissement. Précision, couple et compatibilité machine.
Mors doux — cymblots
Mors doux usinés pour reprises de pièces délicates. Conception, matériaux, procédure d'usinage du logement, calcul de serrage.
Étaux et bridages
Étaux à mors parallèles, étaux d'angle, bridages plateau (boulons de bridage, couteaux, cales). Calcul de la force de bridage.
Palettes et outillages modulaires
Systèmes de palettes (Chick, Erowa, Hirschmann, Schunk). 5e axe, zéro-point, changement rapide de configuration.
Bridage en tournage
Mandrin de tournage, contre-pointe, lunette fixe et tournante, pinces de collet. Force de serrage en fonction du diamètre.
Quelle solution selon la situation ?
| Situation / Pièce | Solution recommandée | Précision typique |
|---|---|---|
| Pièce cylindrique, grande série | Mandrin hydraulique ou à rétrécissement + stop pièce | < 3 µm (TIR) |
| Pièce prismatique, prototype | Étau à mors parallèles + cale parallèle | ~10–20 µm |
| Reprise profil existant (délicat) | Mors doux (cymblot) usinés sur mesure | ~5–15 µm |
| Pièce complexe, 5 axes | Palette zéro-point (Erowa, Schunk, Chick) | < 2 µm répétabilité |
| Pièces fragiles (plastique, alu fin) | Pince ER (serrage doux) ou mors doux aluminium | ~5 µm |
| Grande pièce plate, fraisage lourd | Bridage plateau (boulons T, brides, support) | Variable selon bridage |
3 règles fondamentales du bridage CNC
Rigidité > Précision de serrage
Un bridage qui vibre même légèrement détruit la qualité de surface et les outils. Préférer une solution plus rigide même si la précision de positionnement est moindre — un palpeur reprend l'origine, le bridage ne reprend pas les vibrations.
Appui sur la géométrie la plus stable
Toujours appuyer la pièce sur sa surface la plus grande et la plus plane. Éviter de brider sur une surface brute, non usinée ou inclinée. Utiliser des cales parallèles pour lever la pièce et vérifier le contact à la toquette.
Effort de bridage ≥ force de coupe la plus élevée × 3
En fraisage ébauche d'inox ou de titane, les forces radiales peuvent atteindre 200–500 N. L'effort de bridage doit être au moins 3 fois supérieur. Vérifier la pression des étaux pneumatiques et hydrauliques en début de production.
Pièges atelier — bridage et reprise
Conséquence : Déformation élastique de la pièce sous serrage → cote correcte en broche, hors tolérance au relâchement. Classique sur alu fin, plastiques techniques, alésages minces.
Correction : Pince ER (serrage réparti), mors doux sur profil, ou bridage 3 points avec plaque d'appui. Mesurer la pièce DÉSERRÉE avant d'ajuster le correcteur.
Conséquence : Appui instable sur bavure ou croûte → décalage Z/Y imprévisible à chaque pièce, côtes dérivent en série, faux-rond au tournage.
Correction : Prévoir surface d'appui usinée en première opération. Si impossible, utiliser plots de bridage réglables + comparateur pour valider l'appui avant chaque pièce.
Conséquence : Mors durs mordent le diamètre fini déjà usiné → marques, TIR dégradé > 20 µm, ajustement roulement ruiné.
Correction : Systématique : mors doux (cymblot) usinés à la cote exacte + surface d'appui. Ou bague de protection en cuivre/aluminium si outillage mors doux indisponible.
Conséquence : Copeau ou bavure coincée entre palette et embase → répétabilité chute de 2 µm à 50 µm, rebut série moyenne série.
Correction : Soufflette air comprimé + chiffon non pelucheux AVANT chaque verrouillage. Palette et embase lappées — jamais d'impact ou de marquage sur portée.
Conséquence : Pression usine passe de 6 à 4 bar → force bridage divisée par 1,5 → pièce tourne sous fraise en ébauche titane ou inox.
Correction : Régulateur air dédié + manomètre visible en tête de machine. Test début de poste : couple mesuré ou pièce témoin + palpeur. Valeur mini consignée.
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