Qu'est-ce qu'une machine CNC à 4 axes et comment se compare-t-elle aux machines à 3 axes ?

Les ateliers d'usinage contiennent une collection diversifiée d'équipements pour répondre aux besoins de production des concepteurs. Ces machines peuvent être utilisées ensemble pour créer un nombre illimité de formes uniques pour des pièces simples et complexes.

Sans expertise en usinage, cependant, les ingénieurs concepteurs peuvent ne pas comprendre les capacités et les limites offertes par différents types d'équipements d'usinage CNC. Cela peut entraîner des inefficacités de production inattendues et augmenter les coûts de fabrication.

Cet article explique les différences entre deux types de fraiseuses CNC, en particulier les fraiseuses CNC 3 axes et 4 axes. La plus grande différence entre ces machines est leur capacité à manipuler des pièces. Les possibilités de mouvements plus avancés signifient plus de capacités.

En comprenant en quoi le fraisage CNC 4 axes est différent du fraisage 3 axes, les concepteurs peuvent mieux anticiper l'équipement dont ils auront besoin pour fabriquer efficacement des pièces.

Qu'est-ce que l'usinage CNC 3 axes ?

L'usinage CNC s'appuie presque toujours sur un système de coordonnées cartésien pour définir son positionnement et ses mouvements. Cela signifie un axe des x, un axe des y et un axe des z. L'équipement de fraisage le plus basique du marché est capable d'usiner 3 axes le long de ces axes.

Cela signifie un mouvement de translation, ou un glissement, dans 3 directions seulement :d'un côté à l'autre, d'avant en arrière et de haut en bas. Nous définissons ces directions comme l'axe des x, l'axe des y et l'axe des z respectivement.

Alors que les machines CNC à 3 axes peuvent combiner des mouvements le long de différents axes en même temps pour créer des formes courbes, elles ont des capacités quelque peu limitées. Les pièces avec des caractéristiques sur plusieurs côtés nécessitent un repositionnement manuel et un réalignement entre les opérations, ce qui ralentit les choses. Le repositionnement des pièces est simplifié et accéléré grâce à l'utilisation d'un gabarit conçu séparément, qui peut également être essentiel pour des fonctionnalités telles que les rainures inclinées.

Des fonctions plus complexes qui intègrent une courbure en dehors d'un seul plan xy peuvent même ne pas être possibles sur une fraiseuse 3 axes. Par exemple, des rainures hélicoïdales ou les lobes d'un arbre à cames. Cela signifie que les fraiseuses CNC à 3 axes sont mieux réservées aux opérations simples comme le perçage de trous ou le fraisage de fentes.

Qu'est-ce que l'usinage CNC 4 axes ?

Une fraiseuse CNC à 4 axes est capable d'effectuer les mêmes mouvements qu'une fraiseuse à 3 axes, mais ajoute un axe rotatif supplémentaire, appelé axe A. Ce 4ème axe est aligné avec l'axe x utilisé pour le mouvement latéral. Cela signifie que l'axe A permet à la pièce de rouler vers l'avant ou vers l'arrière du point de vue de l'opérateur.

Alors que la plupart des fraiseuses à 3 axes ont une table «plate» pour le montage des pièces, les machines CNC à 4 axes utilisent soit un mandrin, une plaque frontale ou un bloc de montage en pierre tombale. Les mandrins et les plaques frontales saisissent une pièce individuelle par le côté, qui peut ensuite être tournée pour un accès à 360° de tous les côtés. Les pierres tombales contiennent plusieurs composants simultanément pour la production par lots.

L'axe A est utile soit avec un mouvement continu pour les fonctions arrondies, soit par indexation, qui repositionne puis fixe la pièce à un nouvel angle. Dans tous les cas, le 4ème axe ajoute des fonctionnalités supplémentaires et améliore l'efficacité des pièces nécessitant un usinage sur plusieurs faces.

L'usinage 4 axes est-il meilleur ?

Alors qu'une machine CNC 3 axes peut suffire pour les petits travaux d'usinage simples, une CNC 4 axes est parfois préférée pour trois raisons :

1. Le 4e axe ajoute la possibilité d'usiner des éléments plus complexes.
2. Lors de l'usinage de plusieurs faces, une fraiseuse CNC à 4 axes améliore l'efficacité en évitant aux ouvriers de repositionner et de réaligner les pièces.
3. Le repositionnement de pièces sur une CNC à 3 axes peut introduire des imprécisions et affecter la capacité à respecter les tolérances de conception.

Des machines CNC à 5 axes sont également disponibles pour augmenter encore la complexité admissible des pièces usinées. Gensun utilise une gamme complète d'équipements d'usinage de haute précision pour fabriquer les pièces dont vous avez besoin dans des tolérances serrées. Consultez notre page de services CNC pour savoir comment nous pouvons vous aider à commercialiser votre prochaine conception de produit.