Maîtriser le contouring CNC : considérations clés pour l'usinage 5 axes

Qu'est-ce que le contouring ?

Le contouring d'une pièce signifie créer une finition fine sur une surface irrégulière ou inégale. Dissemblable à la finition d'une pièce plate ou uniforme, le contouring CNC implique la finition d'une pièce arrondie, courbée, ou autrement de forme unique.

Contouring CNC & Usinage 5 axes

Les machines 5 axes sont particulièrement adaptées aux applications de contouring. Parce que le contouring implique la finition d'une pièce complexe ou unique, les multiples axes de mouvement en jeu avec l'usinage 5 axes permettent à l'outil d'accéder à des zones difficiles d'accès, ainsi que de suivre des parcours d'outil complexes.

Avancées récentes

Les logiciels FAO avancés peuvent maintenant écrire le G-Code (le programme étape par étape nécessaire pour créer une pièce finie) pour une application de machiniste, ce qui a drastiquement simplifié les applications de contouring. Simplement, au lieu de passer plusieurs heures à écrire le code pour une application, le logiciel gère maintenant cette étape. Malgré ces avancées, la plupart des jeunes machinistes sont encore tenus d'écrire leurs propres G-Codes au début de leur carrière pour acquérir une familiarité précieuse avec les machines et leurs capacités. Le logiciel FAO, pour beaucoup, est un luxe gagné avec le temps.

Avantages des logiciels FAO avancés

Économie de temps accrue
Parce que le contouring nécessite des mouvements d'outillage très spécifiques et des paramètres de coupe changeant rapidement, libérer les machinistes du fardeau d'écrire leur propre code complexe peut économiser un temps de préparation précieux et réduire les temps d'arrêt d'usinage.

Temps de cycle réduits
Les G-Codes générés peuvent couper plusieurs minutes d'un temps de cycle en éliminant les redondances dans l'application. Au lieu de contourner une zone de la pièce qui ne le nécessite pas, ou qui a déjà été usinée, le logiciel FAO localise les zones très spécifiques qui nécessitent du temps d'usinage et de l'attention pour maximiser l'efficacité.

Cohérence améliorée
Les programmes FAO packagés avec des logiciels CAO tels que SolidWorks sont généralement les meilleurs en termes de cohérence et de capacité à gérer des designs complexes. Alors que le logiciel CAO aide un machiniste à générer la pièce, le programme FAO dit à une machine comment la faire.

Conseils appropriés

Utiliser des profondeurs de coupe appropriées

Avant d'exécuter une opération de contouring, une coupe d'ébauche initiale est prise pour enlever la matière en étapes sur l'axe Z afin de laisser une quantité limitée de matière pour la passe de contouring finale. Dans cette étape, il est crucial de laisser la bonne quantité de matière pour le contouring — trop de matière pour la passe de contouring peut résulter en une mauvaise finition de surface ou une pièce ou outil endommagé, tandis que trop peu de matière peut mener à un temps de cycle prolongé, une productivité diminuée et un résultat final médiocre.

L'application de contouring devrait enlever de 0,010" à 25 % du diamètre de coupe de l'outil. Pendant le contouring, il est possible que les avances diminuent tandis que les vitesses augmentent, menant à une finition beaucoup plus lisse. Il est aussi important de garder à l'esprit que tout au long de la passe de finition, la quantité d'engagement entre le bord de coupe de l'outil et la pièce variera régulièrement — même au sein d'une seule passe.

Utiliser l'outillage le mieux adapté

La sélection d'outil idéale pour les opérations de contouring commence par choisir le profil approprié de l'outil. Un grand rayon ou profil boule est très souvent utilisé pour cette opération car il ne laisse pas autant de traces de parcours d'outil. Au contraire, ils lissent efficacement le matériau le long de la face de la pièce. Les fraises en bout à sous-coupe (Undercutting End Mills), aussi connues comme fraises sucette (lollipop cutters), ont des profils boule sphériques qui en font d'excellents choix pour les applications de contouring. La fraise en bout à sous-coupe 300° à queue réduite de Harvey Tool, par exemple, comporte un nombre de goujures élevé pour bénéficier à la finition de pièce pour des profondeurs de coupe légères, tout en maintenant la capacité d'atteindre des zones difficiles de l'avant ou arrière d'une pièce.

Vérifier le G-Code

Bien que les logiciels FAO avancés créent le G-Code pour une application, économisant un temps et argent précieux au machiniste, l'exactitude de ce code est encore vitale pour le résultat global du produit final. Les machinistes doivent chercher des problèmes tels que mauvais appel d'outil, mouvements rapides qui viennent trop près du matériau, ou même des décalages qui ont besoin de correction. L'échec de regarder le G-Code avant de commencer l'usinage peut résulter en une défaillance catastrophique de machine et des centaines de milliers de dollars de dommages.

L'insertion d'un M01 — ou une notation à la machine dans le G-Code pour s'arrêter et attendre l'approbation du machiniste avant de passer à l'étape suivante — peut aider un machiniste à s'assurer que tout est approuvé avec une prochaine phase d'une opération, ou si une redondance est sur le point de se produire, avant la continuation.

Contouring résumé

Le contouring CNC est le plus souvent utilisé dans les machines 5 axes comme opération de finition pour des pièces de forme unique ou complexes. Après une passe d'ébauche initiale, l'opération de contouring — faite le plus souvent avec des fraises en bout à sous-coupe ou à bout hémisphérique, enlève de 0,010" à 25 % du diamètre de coupe en matière de la pièce pour s'assurer que les spécifications de pièce appropriées sont rencontrées et une finition fine est atteinte. Pendant le contouring, coupez seulement aux profondeurs recommandées, assurez-vous que le G-Code est correct, et utilisez l'outillage le mieux adapté pour cette opération.