Usinage à grande vitesse : précision et vitesse grâce à une conception machine avancée

QU'EST-CE QUE L'USINAGE À GRANDE VITESSE ?

L'usinage à grande vitesse est généralement associé à toute vitesse de broche supérieure à 15 000 tr/min, mais c'est bien plus qu'une broche plus rapide. Toute la machine doit être considérée lors de la sélection d'une bonne machine candidate pour l'HSM. La compensation thermique, la rigidité globale et la construction de la machine, le retour de position, le système de contrôle de mouvement, la rétention d'outil, et beaucoup d'autres caractéristiques doivent être examinées en détail avant de déterminer qu'une machine particulière est adaptée à la tâche.

Traditionnellement, l'usinage de finition de matériaux durcis était effectué par l'utilisation de la technologie EDM ; et bien que ce processus fût très efficace, les ateliers cherchaient continuellement des moyens plus rapides et plus efficaces de produire leurs produits. Finalement, à mesure que la technologie des logiciels CAO/FAO évoluait, et que de nouvelles générations de trajectoires d'outils plus productives devenaient disponibles, l'utilisation de ces systèmes FAO avancés a aussi commencé à croître. Bien que l'utilisation de cette nouvelle technologie fût principalement axée sur l'industrie moules-matrices au début, elle est devenue beaucoup plus répandue aujourd'hui et est présente dans tous les domaines de l'arène manufacturière. Par la suite, et en plus d'enlever efficacement de grandes quantités de matière très rapidement, la technologie s'est avérée assez efficace pour l'usinage de parois minces également.

Bien que la machine-outil elle-même doive être robuste et bien équipée pour l'usinage à grande vitesse, la vraie magie réside dans la trajectoire d'outil générée par les logiciels FAO avancés d'aujourd'hui. La capacité de produire une trajectoire de fraise avec une charge de copeau et un engagement d'outil constants, surtout dans les coins, est vraiment la sauce secrète de tout le processus. Le contrôle fini de la trajectoire d'outil, et la capacité de contrôler de manière constante la quantité d'engagement de matière que l'outil rencontrera, permet des augmentations dramatiques des paramètres de coupe. Même les petits outils de diamètre peuvent être poussés bien au-delà des limites traditionnelles.

La trajectoire d'outil traditionnelle coupe en motif « piste de course » (racetrack), suivant simplement la forme globale de la fonction usinée, et le processus lui-même manque les paramètres de contrôle nécessaires pour une performance accrue. Ce manque de contrôle signifie que l'outil peut rencontrer une quantité variable de matière, surtout dans les coins, ce qui impactera négativement la capacité de la fraise à aller plus vite. À cause des forces linéaires accrues et du stress sur la fraise, la profondeur de coupe, les tr/min et l'avance doivent être réduits, et à cause de la présence de frottement supplémentaire, le refroidissement est le plus souvent nécessaire pour un résultat réussi. En plus de l'accumulation de chaleur causée par ce frottement, la sur-engagement intermittente du processus causera aussi une usure extrême de l'outil, et la durée de vie globale de l'outil sera bien moindre que ce qui pourrait être atteint avec les pratiques d'usinage à grande vitesse.

L'avantage Hurco... en plus d'avoir une machine très robuste, bien adaptée à l'usinage à grande vitesse, Hurco a aussi quelque chose qu'aucun autre constructeur de machines-outils n'a ! ... UltiMotion. Regardez la vidéo ci-dessous, elle a été programmée en utilisant iMachining de SolidCAM, et montre une trajectoire d'outil déjà optimisée utilisant des techniques d'usinage à grande vitesse, puis comparez cette même trajectoire à une machine utilisant le système de contrôle de mouvement breveté UltiMotion de Hurco.