Usinage à grande vitesse 101

L'usinage à grande vitesse (HSM ou HSC) est une technologie d'usinage avancée qui a été rapidement développée et appliquée dans les années 1990. Fait généralement référence au traitement de fraisage à vitesse de broche élevée (10 000-100 000 tr/min) et à vitesse d'avance élevée (40 m-180 m/min). Aujourd'hui, nous allons présenter en détail les contenus suivants de l'usinage à grande vitesse :

Qu'est-ce que l'usinage à grande vitesse

L'histoire de l'usinage à grande vitesse

Traitement traditionnel et traitement à grande vitesse

Caractéristiques de l'usinage à grande vitesse

Facteurs à prendre en compte pour l'usinage à grande vitesse

Technologie pour l'usinage à grande vitesse

Avantages de l'usinage à grande vitesse

Domaine d'application de l'usinage à grande vitesse

Qu'est-ce que l'usinage à grande vitesse

L'usinage à grande vitesse (HSM ou HSC) est une technologie d'usinage avancée qui a été rapidement développée et appliquée dans les années 1990. Fait généralement référence au traitement de fraisage à vitesse de broche élevée (10 000-100 000 tr/min) et à vitesse d'avance élevée (40 m-180 m/min). L'usinage à grande vitesse est un processus de coupe rapide qui peut atteindre un taux d'enlèvement de métal (MRR) élevé, une vitesse d'avance et une vitesse de broche élevées. Il combine des mouvements rapides et des applications bien planifiées pour obtenir des pièces précises et de meilleurs résultats.

L'histoire de l'usinage à grande vitesse

La première tentative d'usinage à grande vitesse a eu lieu au début des années 1920. Environ 10 ans plus tard, Carl Solomon a proposé sa définition de l'usinage à grande vitesse :"A une vitesse de coupe spécifique qui est 5 à 10 fois supérieure à l'usinage conventionnel, la température d'évacuation des copeaux de l'arête de coupe commencera à baisser." Son tableau désormais célèbre est devenu synonyme d'apprentissage de l'usinage à grande vitesse et a expliqué la soi-disant "courbe de Salomon".

Ce n'est qu'à la fin des années 1950 que la recherche HSM a commencé à décoller. Dans les années 1980, Lockheed a été l'un des premiers à adopter HSM, suivi par d'autres entreprises de fabrication aérospatiale. C'est à ce stade que l'usinage à grande vitesse devient l'antithèse viable de l'usinage traditionnel.

Aujourd'hui, l'usinage à grande vitesse devient de plus en plus populaire et on le voit de plus en plus dans l'atelier d'usinage.

Traditionnel Usinage Et haut débit Usinage

Le traitement conventionnel est très différent du HSM à bien des égards. Lors de l'utilisation de la technologie d'usinage traditionnelle, le temps de contact entre l'outil et la pièce est beaucoup plus long que lors de l'utilisation de HSM. L'usinage conventionnel implique également des efforts de coupe plus importants.

Par rapport à l'usinage à grande vitesse, l'usinage traditionnel conduit généralement à une précision réduite de la pièce et à un mauvais état de surface. Une autre différence majeure liée à l'usinage à grande vitesse est que le taux d'enlèvement de matière est beaucoup plus élevé.

Caractéristiques de l'usinage à grande vitesse

• Taux d'enlèvement de métal élevé (MRR) et temps de traitement réduit
• Haute productivité et faible coût
• Excellente précision dimensionnelle et précision
• Capacités d'usinage de pièces complexes 3D de haute précision
• Éliminer les étapes inutiles telles que le polissage et l'assemblage

L'usinage à grande vitesse peut résoudre les problèmes de traitement de nouveaux matériaux dans des applications pratiques, s'adapter au traitement de surfaces courbes tridimensionnelles avec une qualité de surface élevée, une haute précision et des formes complexes, réduire et éviter l'EDM à faible rendement, résoudre les problèmes de traitement de les pièces à paroi mince et le traitement composite à grande vitesse CNC peuvent également réduire le nombre de manipulations et de serrage et éviter les erreurs de traitement causées par un positionnement répété, ce qui améliore non seulement la qualité du traitement, mais également l'efficacité du traitement.

Facteurs à prendre en compte pour l'usinage à grande vitesse

Pour l'usinage à grande vitesse et les services CNC, certains des principaux facteurs dont vous devez tenir compte sont :

• Sélection et équilibrage des outils
• Amincissement des copeaux
• Configuration requise
• Ridité de la pièce et de l'outil
• Matériaux et stratégies de traitement
• Programmation de caméras
• Sélection d'outils

Technologie pour l'usinage à grande vitesse

L'usinage à grande vitesse est un processus complexe de fabrication de pièces, et vous devez savoir comment effectuer HSM. Si une personne inexpérimentée utilise le bon outil pour effectuer le processus, cela ne réussira pas.

HSM est un mélange de technologies utilisées dans diverses applications. Ces collections de technologies sont conviviales et très utiles pour faire fonctionner n'importe quelle opération.

Certaines des meilleures techniques d'usinage à grande vitesse sont :

1 :Ébauche en plongée

Il s'agit d'un chemin d'outil et d'un programme de FAO manuels. On peut dire que c'est l'arme secrète pour sauver Bacon. Les deux principales caractéristiques de l'ébauche par enlèvement de copeaux sont :

En changeant la force du plan XY aux forces axiales Z vers le haut et vers le bas, vous pouvez obtenir une coupe plus rigide.

Comparé à une fraise en bout, son foret hélicoïdal peut enlever plus de matière.

Lorsque les rainures latérales provoquent une plus grande déviation de l'outil, l'ébauche ou le fraisage en plongée est préférable pour les rainures profondes. Le fraisage en plongée vous permet d'effectuer un usinage d'ébauche sur d'anciennes machines-outils dans l'atelier.

2 :Usinage Trochoïdal / Fraisage

Cette méthode de fraisage CNC convient au fraisage de cavités profondes, de cavités fermées et de rainures. L'usinage cycloïdal est une excellente solution pour le rainurage de matériaux durs spéciaux tels que le titane et l'inconel.

Les principaux avantages du traitement cycloïde sont :

• Réduire le temps de cycle
• Capacité à exécuter des outils multi-emplacements
• Peut supprimer plus de matière
• Améliorer la durée de vie de l'outil
• Effet d'amincissement des copeaux
• Réduire le nombre de passes axiales
• Capacité à grande vitesse
• Maintenir une vitesse d'alimentation continue

3 : Étapes latérales

Ces connexions sont très efficaces pour les transitions entre les trajectoires d'outils adjacentes lors de vitesses d'avance élevées. Il a tendance à produire des foulées prononcées en fin de passe. Les mouvements circulaires simples seront plus nets à des avances élevées. Au cours des dix dernières années, le traitement de surface par ligne de balayage parallèle a été utilisé pour finir des modèles multi-surfaces.

La solution appropriée pour la vitesse d'avance moyenne consiste à utiliser une trajectoire d'outil cyclique simple comme alternative aux virages serrés entre les passes de numérisation.

Avantages de l'usinage à grande vitesse

L'usinage à grande vitesse utilise généralement des vitesses de fraisage élevées et des passes multiples rapides pour améliorer l'efficacité, des outils de petit diamètre, des avances appropriées et de petites profondeurs de coupe radiales et axiales, c'est-à-dire le volume de coupe. À mesure que la vitesse de fraisage augmente, le temps de traitement est considérablement raccourci, la force de coupe est réduite et les vibrations sont faibles, en particulier la force de coupe radiale est considérablement réduite et la déformation de la pièce est faible. Étant donné qu'une grande quantité de chaleur de coupe est évacuée par les copeaux lors de la coupe, la surface de la pièce La température est basse. En raison des caractéristiques susmentionnées du fraisage à grande vitesse, l'usinage à grande vitesse présente des avantages exceptionnels par rapport à l'usinage conventionnel :productivité élevée, travail stable, qualité de surface élevée, aucune autre procédure de traitement de surface n'est requise et il est propice au traitement de pièces minces. les pièces à parois et les matériaux à haute résistance, dureté et fragilité élevées peuvent raccourcir le délai de livraison, réduire le nombre d'équipements et d'ateliers et réduire le nombre de travailleurs. Malgré l'augmentation initiale des coûts d'investissement en équipement, les avantages globaux du processus de fraisage à grande vitesse sont encore considérablement améliorés.

Champ d'application de l'usinage à grande vitesse

L'usinage à grande vitesse peut être utilisé pour produire directement des outils de coupe pour les prototypes, les pièces en petits lots et la fabrication de pièces de moteur. L'objectif principal de HSM est de réduire les coûts de production avec une productivité plus élevée.

1 :industrie aéronautique

Les exigences de l'industrie aéronautique sont une durabilité et une fiabilité élevées, et de nombreuses restrictions sont impliquées dans le processus de conception, de fabrication et de conception des aéronefs. L'aviation est l'une des technologies les plus complexes et complexes, et la technologie HSM est principalement utilisée dans l'industrie aéronautique. Afin de mettre en œuvre les derniers procédés et technologies, l'utilisation d'alliages d'aluminium à haute résistance est également en augmentation. Les principales raisons de choisir HSM pour l'aviation et la conception d'avions sont :

Profondeur de la couche de coupe

Vitesse de coupe rapide, efficacité de traitement élevée

Vitesse d'avance et surface mécanique de précision

Sélection des paramètres de coupe

Ces facteurs font de HSM un meilleur choix pour l'industrie aéronautique que d'autres technologies et méthodes de fraisage.

2 :industrie médicale

L'équipement médical, les outils et les pièces nécessitent une précision et une exactitude supérieures, et vous pouvez atteindre cette haute précision grâce à l'usinage CNC à grande vitesse. Il peut être utilisé pour les implants orthopédiques, les implants articulaires, les moules ou les instruments chirurgicaux. Les exigences matérielles peuvent varier en fonction de normes de qualité élevées.

De nombreuses sociétés de services CNC servent l'industrie médicale et ont acquis un haut niveau de profondeur et de connaissances dans l'usinage CNC à grande vitesse et l'avance d'usinage à grande vitesse.

3 :Traitement à grande vitesse dans l'industrie automobile

L'usinage à grande vitesse offre une large gamme de produits et d'utilisations pour diverses applications. Ces dernières années, l'industrie automobile a augmenté le traitement de l'aluminium à grande vitesse pour réduire le poids et les coûts.

Il est principalement utilisé pour la production de petits lots, les pièces complexes et la fabrication de moules. L'industrie automobile nécessite un fraisage à grande vitesse et une production de masse de pièces, et HSM est un bon choix.

Les pièces automobiles sont fabriquées par usinage à grande vitesse, et de nombreuses entreprises qui fournissent des services CNC peuvent être un bon choix pour la fabrication de vos pièces automobiles.