Fraisage de machines CNC

Types de machines à usiner CNC

Les machines à usiner CNC (Commande Numérique par Ordinateur) se déclinent en plusieurs types. En général, elles peuvent être divisées en deux catégories principales : le but et la conception.

• Machine à usiner CNC par finalité

Les machines à usiner CNC peuvent être principalement différenciées en fonction de leur finalité opérationnelle. Les machines CNC sont des machines à usiner standardisées avec la CNC comme complément. Généralement, un tel ajout convertira un dispositif existant en un dispositif commandé par ordinateur. Néanmoins, les modifications peuvent être réversibles et ne modifient pas radicalement la fonctionnalité d'origine du dispositif.

• Machine CNC robotisée :

  Un exemple de dispositif CNC programmable exécutable est un robot utilisé à des fins CNC. Ces robots effectuent généralement des activités similaires à celles d'une machine CNC standard. Cependant, leur conception est différente, car ils comprennent des pièces interchangeables généralement en plastique, communément appelées effecteur final. Bien qu'ils présentent des similitudes avec les machines à usiner CNC, leur fonction principale nécessite une programmation supplémentaire pour exécuter des tâches similaires à celles d'une CNC standard.

Les machines à usiner CNC sont des machines à usiner standard avec une technologie informatique intégrée à leur conception. Comme indiqué précédemment, elles sont désormais courantes dans l'industrie des machines à usiner CNC du bois. Cependant, leur application ne se limite pas au bois. Les industries de la métallurgie utilisent la technologie CNC pour obtenir précision, perfection et efficacité lors du travail sur les métaux.

• Machines à usiner CNC à axes X/Y/Z :

  Une machine à usiner CNC XYZ possède trois pièces mobiles linéaires ou axes, généralement le long de l'axe Z haut-bas/vertical, de gauche à droite/latéralement et de l'avant vers l'arrière longitudinalement. Habituellement, une combinaison de trois plans perpendiculaires permet de dessiner un objet, qui est ensuite usiné par l'appareil.

• Machines à usiner CNC à 5 axes :

  Les machines à usiner CNC plus avancées comprennent celles qui ont cinq pièces mobiles ou axes. Elles sont parmi les machines CNC les plus complexes, car des pièces supplémentaires de la machine à usiner sont nécessaires pour faciliter leur fonctionnement. Comme son nom l'indique, les machines à usiner CNC à cinq axes offrent deux diagonales ou plans d'axe supplémentaires, également appelés axes de rotation. Habituellement, ce sont les axes A et B. Les axes supplémentaires améliorent la flexibilité, permettant l'usinage de formes complexes. Les machines à usiner CNC à 5 axes peuvent être utilisées dans divers secteurs, notamment l'aérospatiale, l'automobile et le médical.

Spécifications et entretien des machines à usiner CNC

Spécifications

Voici quelques spécifications essentielles des machines à usiner CNC en vente.

• Taille de la table de travail : Elle indique la zone de travail maximale de la machine à usiner CNC. Elle indique la plus grande dimension de la pièce qu'elle peut gérer. La taille de la table de travail est de 1 500 x 600 mm (pour les pièces planes) pour les modèles populaires.
• Force de serrage de la pièce : La machine à usiner CNC serre la pièce à l'aide de dispositifs pneumatiques. La force de serrage est de 1 100 N. Elle indique la force de serrage maximale pour maintenir la pièce en place. La force de serrage garantit que la pièce ne bouge pas pendant la coupe avec des outils de haute précision.
• Système de commande : Le système de commande est utilisé pour programmer la machine, surveiller ses mouvements et gérer le processus d'usinage. Une machine CNC typique peut avoir un système de commande piloté par code G. Le système peut avoir une interface logicielle conviviale, un système d'exploitation basé sur Windows et des fonctionnalités de contrôle à distance et de diagnostic.
• Sélection de l'outil de coupe : Certains outils comprennent une fraise à bout, une fraise conique, une fraise à faces, une fraise à découper, une fraise à billes, etc. Les types et les matériaux des outils de fraisage dépendent des caractéristiques et des spécifications de la machine CNC.
• Vitesse de la broche : Il s'agit de la vitesse de la broche qui maintient et fait tourner l'outil de fraisage. La vitesse de la broche affecte la vitesse de coupe et la qualité de l'opération de fraisage. Une broche de fraisage CNC typique a une plage de vitesse de 6 000 à 24 000 tr/min. La vitesse peut être ajustée en fonction du matériau de la pièce et du type d'outil de fraisage utilisé.
• Logiciel : Les machines CNC utilisent généralement des logiciels de CAO/FAO pour la conception et la programmation. Le logiciel convertit la conception en instructions qui contrôlent les mouvements et les opérations de la machine à usiner.

Maintenance

L'entretien des machines à usiner CNC joue un rôle essentiel dans leurs performances, leur productivité et leur efficacité. Un entretien régulier de la machine CNC est important pour sa fiabilité, sa précision et sa qualité. Il permet de prévenir les pannes d'équipement imprévues et de réduire les coûts de réparation.

Pendant le processus d'entretien de routine, nettoyez la machine pièce par pièce. Éliminez toute poussière, copeaux et résidus de liquide de refroidissement. Assurez-vous de nettoyer correctement les rails, les glissières et les vis à billes. Appliquez immédiatement des agents antirouille appropriés pour protéger l'appareil de l'humidité et de la saleté. Lubrifiez les pièces mobiles de l'équipement. Cela comprend les glissières, les vis à billes, les engrenages et les crémaillères. Utilisez un lubrifiant de haute qualité pour machines CNC afin de prolonger la durée de vie de l'appareil et de maintenir son fonctionnement précis.

Vérifiez et réglez toujours le dispositif de serrage et les porte-outils. Serrez-les correctement, nettoyez-les et lubrifiez-les pour maintenir la stabilité de la pièce et la précision du processus d'usinage. Les câbles et les connexions clés du dispositif CNC doivent être vérifiés périodiquement. Assurez-vous de surveiller et d'ajuster les paramètres cruciaux, comme la vitesse de la broche, la vitesse d'avance, la profondeur de coupe, etc., pour les adapter au matériau et aux spécifications de l'outil de fraisage.

N'oubliez pas d'inspecter et de remplacer les filtres à air de l'appareil. Le filtre protège la machine de la poussière et des particules dans l'air. Vérifiez le système de liquide de refroidissement et son fonctionnement. Nettoyez le réservoir de liquide de refroidissement de tout dépôt ou résidu. Gardez également un œil sur les changeurs d'outils. Les changeurs doivent être nettoyés et lubrifiés correctement conformément aux instructions pour chaque appareil CNC spécifique.

Scénarios d'usinage CNC

Les machines à usiner CNC sont utilisées dans de nombreux secteurs en raison de leur travail précis et automatique, de la grande production aux petites pièces personnalisées.

• Augmentation de la production

  Les machines à usiner CNC facilitent la production de nombreuses pièces identiques, ce qui est idéal pour les industries qui travaillent généralement avec de nombreuses pièces métalliques, comme l'automobile ou les appareils électroménagers. Cette machine réduit également le temps que les employés de l'atelier doivent consacrer à chaque pièce, ce qui est utile lorsqu'il faut fabriquer beaucoup de choses dans un délai serré.

• Ingénierie de précision

  Les industries de l'horlogerie, de l'aviation et des machines médicales ont toutes besoin de pièces qui s'emboîtent avec une précision absolue, et les machines à usiner CNC offrent ce niveau de précision. Elles utilisent des ordinateurs pour découper des conceptions complexes, modifier les pièces rapidement et garantir que chaque pièce est fabriquée avec le même niveau de précision que la précédente.

• Pièces personnalisées

  Même si une machine à usiner CNC est idéale pour la fabrication en série de pièces identiques, elle est également efficace pour la fabrication de pièces métalliques personnalisées. La machine peut facilement modifier ce qu'elle fabrique, ce qui est utile pour les entreprises qui ont besoin de nouveaux modèles ou de petites quantités de nouvelles pièces. Avec une machine à usiner CNC, les ateliers peuvent fournir à leurs clients des pièces spécifiques fabriquées exactement selon leurs dessins.

• Facile à utiliser

  Les machines à usiner CNC sont pilotées par des programmes informatiques, ce qui facilite l'apprentissage de l'utilisation des machines par le nouveau personnel, par rapport aux autres méthodes de coupe des métaux. En effet, les opérateurs des machines n'ont qu'à saisir des conceptions spéciales dans l'ordinateur et à lui dire ce qu'il doit fabriquer de lui-même, sans avoir besoin de connaître beaucoup de choses sur le travail du métal.

Comment choisir une machine à usiner CNC

Certains éléments, comme le matériau à manipuler, le volume de production et les caractéristiques souhaitées, vous aideront à choisir la machine à usiner CNC adaptée à votre entreprise.

• Matériaux de la pièce : Des facteurs comme le type de métal, la densité, les dimensions et la complexité détermineront si vous avez besoin d'une grande machine à usiner CNC industrielle puissante ou de quelque chose de plus petit et d'efficace pour des projets moins exigeants.
• Dimensions de la pièce : Les pièces plus grandes nécessiteront généralement des machines à usiner CNC industrielles avec des plateaux plus grands pour accueillir ces pièces plus volumineuses. La surface de leur table détermine la taille des pièces que la machine peut traiter.
• Complexité de la pièce : Les pièces simples, comme les plaques planes, peuvent être traitées à l'aide d'une machine à usiner CNC 2D, qui est généralement plus abordable. Cependant, si vous avez besoin d'un fraisage de précision de formes tridimensionnelles et de cavités complexes, une machine à usiner CNC 3D plus avancée avec des fonctionnalités sophistiquées sera nécessaire.
• Volume de production : Un travail répétitif qui nécessite la manipulation de plusieurs pièces exige l'utilisation de machines plus exceptionnelles comme une machine à usiner CNC automatique. Ce type de machine possède des caractéristiques comme des vitesses d'avance plus rapides et de nombreuses options d'outillage, ce qui l'a aidé à devenir plus efficace pour gérer des volumes élevés.
• Fonctionnalités souhaitées : Un toucher du doigt aidera probablement les gens à choisir la machine parmi des millions. Des fonctionnalités comme un changeur d'outils automatique (ATC) peuvent réduire les temps d'arrêt entre les opérations en rationalisant le processus de changement d'outillage, tandis que les capacités multi-axes augmentent la flexibilité et permettent le fraisage de géométries complexes et de tolérances serrées. Les porte-outils intégrés des machines à usiner CNC facilitent également la simplicité et la précision des changements d'outils.

Questions-réponses sur l'usinage CNC

Q : Comment fonctionne une machine à usiner CNC ?

R : Une machine à usiner CNC comprend un panneau de commande, une pièce, une broche, un porte-outils, un outil de coupe, un système de liquide de refroidissement et un système de serrage. Elle dépend des instructions informatiques pour la forme souhaitée. Un ingénieur dessine d'abord la conception et la convertit en code G. Le code inclut la pièce spécifique à découper, la vitesse et la direction. La machine CNC stocke le code G dans son système informatique. Une fois que l'information est traitée, la pièce est fixée dans le système de serrage. L'outil de coupe fixé au porte-outils tourne ensuite à une vitesse spécifiée. Le système de liquide de refroidissement empêche la surchauffe et les dommages à la pièce. Au fur et à mesure que l'outil de coupe tourne, il sculpte la caractéristique souhaitée sur la pièce.

Q : Quels matériaux peuvent être utilisés pour l'usinage CNC ?

R : Les machines CNC fonctionnent avec divers matériaux. Elles comprennent des métaux comme l'aluminium, le laiton, le cuivre, l'acier au carbone et le titane. Elles fonctionnent également avec des plastiques techniques comme le polyester, le Téflon, le sulfure de polyphénylène, la polyamide et l'ULTRADUR. D'autres matériaux comprennent le bois, la mousse et la céramique.

Q : Quels sont les différents types de machines à usiner CNC ?

R : Il existe six principaux types de machines à usiner CNC. Elles comprennent la machine à usiner de type sentinelle, la machine à usiner de type à genou, la machine à usiner universelle, la machine à usiner à portique, la machine à usiner horizontale et la machine à usiner verticale. Les machines à usiner verticales et horizontales sont les plus couramment utilisées.

• Q : Quels sont les avantages d'une machine à usiner CNC ?

  R : Les machines à usiner CNC présentent de nombreux avantages. Premièrement, elles produisent des pièces très précises et exactes. Les machines CNC augmentent également la productivité car elles fonctionnent à grande vitesse, produisant plus d'articles en moins de temps. Elles sont faciles à utiliser. Une fois que la pièce et l'outil de coupe sont mis en place, il y a peu de travail manuel requis. Les machines CNC peuvent également produire des conceptions complexes difficiles à réaliser manuellement. Les recherches montrent que les machines CNC peuvent augmenter la production des usines de 50 %.

• Q : Quels sont les facteurs limitatifs de l'usinage CNC ?

  R : La taille maximale de la pièce de la machine CNC et la capacité du matériau à tenir les tolérances sont les facteurs limitatifs. La machine peut ne pas être en mesure de couper de grandes pièces. De plus, si le matériau ne peut pas tolérer des niveaux de précision, la machine CNC peut ne pas fonctionner efficacement dessus.