Un aperçu complet des machines à grande vitesse

Que sont les machines à grande vitesse ?

Comme son nom l'indique, les machines à grande vitesse de l'industrie sont utilisées pour entreprendre des processus d'usinage à grande vitesse, un exemple serait le tristement célèbre centre d'usinage à grande vitesse. L'idée de l'usinage à grande vitesse a été développée à l'origine par des inventeurs allemands, à savoir le Dr Carl Salmon dans les années 1920. L'idée est née lorsque son inventeur a découvert que la chaleur générée entre la pièce et l'outil de coupe culminait à une certaine vitesse critique de la broche lors du travail avec un métal de pièce spécifique.

En termes simples, une L'usinage rapide est le processus dans lequel des coupes légères et à basse pression sont créées rapidement, ce qui est idéal pour la fabrication de moules avec des géométries de cavité et de noyau complexes, et des composants structurels dans l'industrie aérospatiale. Ces coupes rapides entraînent à leur tour une augmentation globale du taux d'enlèvement de matière. Techniquement, l'une quelconque des opérations, ou une combinaison de celles-ci, peut être définie comme une opération d'usinage à grande vitesse :

● Opération avec une vitesse de broche élevée (n).
● Opération avec un taux d'enlèvement élevé (Q).
● Fonctionnement avec une vitesse d'avance élevée (vf).
● Fonctionnement à une vitesse de coupe élevée (vc).

Il est dit qu'à ce jour, les machines-outils et les processeurs sont améliorés, plus rapides et plus puissants que jamais, et sont constamment lancés à un rythme rapide, chacun se surpassant. Un tel phénomène va de pair avec le fait que les fabricants de pièces et les ateliers d'usinage sont capables de trouver de nouvelles façons d'améliorer la productivité des machines-outils et des processus souhaités.

Choix des matériaux pour les machines à grande vitesse

Comme mentionné, l'usinage à grande vitesse est particulièrement répandu dans l'industrie aérospatiale, ainsi que dans le secteur des moules et matrices. À la lumière de cela, les types de métaux les plus courants que vous verrez dans les processus d'usinage à grande vitesse sont les aciers, l'acier inoxydable, l'aluminium et le titane, qui sont les types de métaux les plus appropriés pour les applications respectives.

Comme tous ces métaux sont uniques à leur manière, chacun définit différemment l'usinage à grande vitesse. Par exemple, les métaux de titane sont spécifiquement utilisés lors de l'étape de finition de surface de l'usinage à grande vitesse. Les pieds de surface par minute (SFM) peuvent tripler alors que l'alimentation reste la même. De plus, les révolutions par minute (RPM) restent faibles pendant les étapes d'ébauche mais peuvent augmenter pendant la phase de finition de surface.

Avantages des machines à grande vitesse

Contrairement à la croyance populaire, l'un des plus grands avantages de l'usinage à grande vitesse est qu'il augmente en fait la durée de vie de l'équipement en raison de la moindre contrainte appliquée à la fois sur l'outil de coupe et sur la machine elle-même. Cela signifie que beaucoup moins de charge est également dirigée vers la machine elle-même et que l'usure de l'outil deviendrait moins probable par rapport aux processus d'usinage conventionnels.

Grâce à la vitesse et à l'avance accrues utilisées dans l'usinage à grande vitesse , le matériau est coupé si rapidement que pendant le processus, il n'y a pratiquement pas de transfert de chaleur. Cela permet de réduire le temps de traitement (car le refroidissement et le durcissement prennent moins de temps) tout en réduisant la quantité d'émissions.

Limites des machines à grande vitesse

Plusieurs défis ont également surgi dans les ateliers avec l'application de l'usinage à grande vitesse, qui a beaucoup à voir avec la sélection des matériaux, les géométries acceptables des pièces, l'espace disponible dans l'atelier, la puissance de la broche, la complexité des pièces, les machines CNC pour le fraisage rapide, la durée de vie de l'outil et la formation des opérateurs. Tous ces facteurs sont essentiels au bon déroulement de la production à grande vitesse. Et lorsque vous achetez une machine CNC pour votre atelier, ce seront les principaux facteurs à prendre en compte.

Maintenant, le principal défi est que tous les matériaux ne sont pas idéaux pour les processus d'usinage à grande vitesse. Vous n'êtes donc vraiment limité qu'à ceux qui sont bien adaptés, c'est-à-dire les métaux durs, y compris les aciers trempés, l'acier inoxydable, le titane et l'acier à outils. Le principe de base ici est que pour préserver la durée de vie de l'outil de coupe de la machine, différents matériaux doivent être traités aux différentes vitesses correspondantes.

Un autre facteur connu concerne la géométrie des pièces à usiner. La profondeur maximale d'une contre-dépouille peut facilement être limitée par ceux qui ont des coupes internes, comme le préviennent de nombreux fabricants. Il a également été dit que les machines CNC qui ne sont pas conçues pour des opérations à grande vitesse peuvent finir par produire beaucoup de rebuts et de machines-outils cassées, c'est pourquoi beaucoup de ces machines se compromettent à certains régimes. Par conséquent, il est évident que la capacité de la machine individuelle est directement associée aux performances des processus d'usinage à grande vitesse.

Stratégies d'usinage appropriées pour les machines à grande vitesse

La première et principale tâche de l'usinage à grande vitesse est de sélectionner des machines-outils bien adaptées. Conformément au principe selon lequel le couple et les exigences HP de la machine changent lorsque le matériau change, les machines-outils doivent être sélectionnées avec soin. Par exemple, une machine adaptée à l'usinage à grande vitesse de l'aluminium peut ne pas convenir à d'autres matériaux. Par conséquent, examinez toujours le graphique de puissance et de couple de la machine avant de commencer toute opération d'usinage à grande vitesse afin de vous assurer que la machine sera capable de gérer les exigences prévues. les techniques d'amincissement et de coinçage doivent être appliquées lors des opérations d'usinage à grande vitesse. Cela implique généralement une compensation de l'avance du rayon d'angle, des techniques de fraisage trochoïdal et un roulage intérieur et extérieur. Comme de nombreux experts l'ont remarqué, l'utilisation de techniques appropriées empêchera vos machines de surcharger.