Maîtriser l'usinage CNC 5 axes : avantages clés et solutions

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Plus de 20 ans d'expérience en usinage 5 axes, nous fournissons des solutions de tournage et fraisage 5 axes de haute qualité et rentables.

En maîtrisant la technologie de base de l'usinage CNC 5 axes, qu'il s'agisse des pièces CNC les plus difficiles et complexes, des pièces usinées de précision, nous promettons de vous donner de superbes avantages à un prix compétitif et dans les délais.

Quand il s'agit de services CNC pour l'aluminium, l'usinage CNC 5 axes vient immédiatement à l'esprit. Choisir les bonnes solutions d'usinage mènera au succès des productions.

L'usinage CNC est une procédure utilisée dans la plupart des opérations de fabrication et largement utilisée dans la plupart des industries. CNC, qui signifie Commande Numérique par Ordinateur, gère l'utilisation d'un ou plusieurs ordinateurs pour administrer les actions de différentes machines-outils comme tour, routeur et fraiseuse.

L'usinage CNC 5 axes est un usinage CNC absolument excellent qui peut être utilisé pour produire des pièces et produits finis à partir d'une large gamme de matériaux comme les plastiques et les métaux.

Cependant, quand on mentionne parfois l'usinage CNC 5 axes spécifique, la première impression qui vient à l'esprit de la plupart des gens est : haute technologie, prix élevé et difficile à utiliser. Mais l'usinage 5 axes est-il vraiment comme ça ? Les paragraphes suivants vous présenteront l'usinage CNC 5 axes sous 3 aspects importants.

1. Qu'est-ce que l'usinage 5 axes

C'est une procédure qui implique l'utilisation de la CNC pour déplacer l'équipement de coupe ou différentes pièces sur cinq axes différents en même temps. Cela permet la production de pièces très complexes, c'est pourquoi le fraisage CNC 5 axes est très courant dans les opérations aérospatiales. Un facteur qui a le plus contribué à l'utilisation des machines CNC 5 axes est le besoin d'augmenter l'adresse et de réduire le temps de production depuis le début du processus réel jusqu'à son achèvement.

La capacité d'éviter les collisions avec l'équipement de maintien de la pièce en faisant pivoter la table ou l'outil de coupe permet une approche rapide de la géométrie de la pièce, un autre facteur contributif. Enfin, une durée de vie améliorée de l'équipement grâce à la rotation de la table ou de l'équipement de coupe pour maintenir la meilleure position de coupe et une charge de copeau constante.

1.1 « 5 » pour l'usinage 5 axes

L'usinage 5 axes est un mode d'usinage CNC. Les centres d'usinage que nous utilisons habituellement sont des centres 3 axes. Les 3 axes font référence aux axes X, Y et Z du centre d'usinage. Le centre d'usinage 5 axes ajoute deux axes rotatifs aux trois axes linéaires communs X, Y et Z. Ces deux axes sont aussi appelés quatrième et cinquième axes. Deux des trois axes A, B et C ont différents modes de mouvement dans la machine verticale pour répondre aux besoins techniques de divers produits.

1.2 5 formes principales de machines 5 axes

Il existe divers types de machines 5 axes sur le centre d'usinage horizontal, principalement incluant les 5 formes suivantes : La 1ère est une forme à double tête pivotante, deux coordonnées de rotation contrôlent directement la direction de l'axe de l'outil ; la 2ème est une forme à tête pivotante pendante, deux axes de coordonnées sont au sommet de l'outil, mais l'axe de rotation n'est pas perpendiculaire à l'axe linéaire ; La 3ème est une forme à double table pivotante, les deux coordonnées de rotation contrôlent directement la rotation dans l'espace ; la 4ème est une table pendante, les deux axes sont sur la table, mais l'axe de rotation n'est pas perpendiculaire à l'axe ; la 5ème est une forme un balancier une rotation, deux coordonnées de rotation, une sur l'outil et une sur la pièce.

1.3 Types de machines CNC 5 axes

Il y a quelques opérations où les machines CNC 5 axes peuvent vous faire gagner beaucoup de temps et améliorer votre procédure actuelle. Ces machines existent en plusieurs types pour répondre aux exigences de l'industrie manufacturière en constante croissance. Une différence unique dans les machines CNC 5 axes est l'arrangement des axes rotatifs. Ils sont de trois types différents : tête/tête, table/table et table/tête.

a. Tête/Tête

Les axes rotatifs de ce type de machine CNC sont situés dans la tête. Ils sont faits avec un apex 5 axes sur une plateforme particulière et se déplacent à travers une table fixe qui maintient la pièce en place. Vous n'avez donc pas à vous soucier de l'interférence de l'outil de la broche de la machine. Cela donne à l'apex la chance de se déplacer autour d'une pièce spécifique, faisant des machines CNC 5 axes les meilleures pour la production de grandes pièces. Elles ont généralement des mouvements limités dans les axes rotatifs et l'inclinaison, résultat de leur conception.

b. Table/Tête

Dans ce type de configuration, un des axes rotatifs est situé dans la table rotative et l'autre dans la tête. L'axe de révolution est dans la tête et a une plage restreinte, tandis que l'axe rotatif est dans la table et sa portée n'est pas limitée. Puisque la pièce repose sur l'axe rotatif, cet arrangement est limité au nombre d'articles qu'il peut produire. Un avantage de ce type de configuration par rapport au type tête/tête est sa capacité à faire pivoter la pièce de manière constante sans se soucier d'atteindre une limite spécifique.

c. Table/Table

Ici, les machines ont tous les axes rotatifs situés à l'intérieur de la table et ont aussi une portée restreinte dans l'axe de révolution. La plage de son axe rotatif n'est pas limitée. Ce type d'arrangement de machine a une enveloppe de travail minimale comparée aux autres types. D'autres sont équipés de moteurs définis qui les font travailler vite.

1.4 Usinage 5 axes ≠ Usinage 5 faces

L'usinage 5 axes est très différent de l'usinage 5 faces. Beaucoup de gens ne le savent pas et confondent l'usinage 5 faces avec l'usinage 5 axes. L'usinage 5 axes a 5 axes : x, y, z, a et b (ou c). Les axes x, y, z et a, b (ou c) forment un usinage à liaison 5 axes. Il convient à l'usinage de surfaces de forme, d'usinage de formes inhabituelles, d'usinage de cavités, de perçage, de trous obliques et de coupes en biseau. Alors que l'usinage 5 faces est similaire à l'usinage 3 axes. Il ne peut traiter que cinq faces, mais ne peut pas faire d'usinage spécial, trous obliques, coupes en biseau, etc.

2. Avantages de l'usinage 5 axes

L'usinage 5 axes se caractérise par une haute efficacité et une haute précision, et la pièce peut être finie en un seul serrage. Il convient au traitement des moules modernes tels que pièces auto et pièces structurelles aéronautiques. L'usinage 5 axes n'est pas seulement utilisé dans l'industrie civile mais aussi largement dans l'aérospatial, le militaire, la recherche scientifique, les instruments de précision, l'industrie des dispositifs médicaux de haute précision. C'est une méthode haute technologie qui rend l'impossible possible, et toutes les surfaces spatiales ou usinages de formes inhabituelles ou production peuvent être faits. Il peut non seulement accomplir les tâches d'usinage de pièces complexes et produits industriels mais aussi améliorer rapidement l'efficacité de l'usinage et raccourcir le flux de traitement.

2.1 Maintenir la coupe optimale | Améliorer les conditions de coupe

Comme montré ci-dessous, à gauche le mode de coupe 3 axes, quand le chemin d'outil se déplace vers le haut ou le bord de la pièce, la coupe se dégrade progressivement. Pour maintenir des conditions de coupe optimales ici, il faut déplacer la table rotative. Et si nous voulons usiner complètement un plan irrégulier, nous devons déplacer la table rotative plusieurs fois dans différentes directions avec une table rotative inclinable. On voit que l'usinage 5 axes peut aussi obtenir une meilleure qualité de surface en évitant que la vitesse de la ligne centrale de la fraise hémisphérique ne tombe à 0.

2.2 Gain de temps | Réduire le temps de traitement

Les machines CNC 5 axes vous feront gagner beaucoup de temps dans les centres d'usinage universels. Les pièces créées dans la plupart des ateliers CNC doivent être usinées sur cinq faces. Le fraisage CNC 5 axes fera le travail rapidement et efficacement en production. Un seul montage, petit, est requis, ce qui permet d'économiser le temps de cycle et l'argent. C'est donc une solution rentable et accélère la mise sur le marché de vos produits finis.

Dans l'usinage 5 axes, l'outil est utilisé pour maintenir une condition verticale de la surface de traitement du moule complexe, ce qui peut grandement améliorer l'utilisation de la broche. Le principe de l'usinage 5 axes s'applique aussi au fraisage de côté avec une surface inclinée, ce qui peut éliminer les lignes en nervures causées par la fraise hémisphérique. Cela rend la qualité de surface du moule plus idéale et réduit aussi le travail manuel nécessaire pour nettoyer la surface du moule.

2.3 Précision améliorée | Améliorer la précision d'usinage

Il y a une précision améliorée dans le fraisage CNC 5 axes car il nécessite des montages minimaux. Des montages supplémentaires ne mènent qu'à plus d'erreurs. Cela aide aussi à augmenter la longévité d'un outil particulier. C'est principalement le résultat d'outils de coupe plus courts. Pour en savoir plus, appelez-nous (tél : +86 755 2373 1920 ou +86 136 0962 8044) ou email info@waykenrm.com.

Grâce à la technologie d'usinage 5 axes, le problème du repositionnement de la pièce à un angle complexe en précision de nombreuses fois a été résolu. Cela a non seulement raccourci le temps mais aussi grandement amélioré la tolérance d'usinage de nombreuses fois. Le coût élevé de la fabrication de multiples dispositifs de bridage de la manière traditionnelle a aussi été économisé. L'usinage 5 axes peut traiter des pièces complexes, comme perçage, usinage conique, cavités pour surfaces complexes, etc., qui ne sont pas possibles avec les méthodes d'usinage traditionnelles la plupart du temps.

2.4 Finition de surface de qualité | Formes complexes

Ce type de configuration aide aussi à créer des surfaces avec une finition de qualité. La position des pièces est beaucoup plus proche des outils de coupe dans les machines 5 axes. Les deux derniers axes permettent d'utiliser des outils de coupe courts, qui ne vibrent pas beaucoup et cela mènera à une finition de surface de qualité.

L'autre avantage des machines CNC 5 axes est qu'elles coupent des formes complexes. Diverses pièces sont requises sur les cinq axes. Les mouvements supplémentaires dans ce type d'arrangement permettent de fabriquer des angles et des arcs. Avant, ils auraient besoin de montages supplémentaires et de dispositifs uniques.

2.5 Haute efficacité de production

L'usinage 5 axes peut efficacement réduire le temps d'usinage et le temps auxiliaire des pièces. Il a une large gamme de vitesse de broche et d'avance, permettant à la machine d'effectuer une puissante capacité de coupe importante. L'usinage 5 axes entre dans une ère d'usinage à grande vitesse. Le mouvement rapide et le positionnement de l'usinage 5 axes et le traitement de coupe à grande vitesse réduisent le délai pour les semi-produits et améliorent l'efficacité et la précision de production.

2.6 Pas de concurrence

Peu d'ateliers ont une machine CNC 5 axes. En avoir une vous place un cran au-dessus de vos concurrents en services de production. Vous pouvez offrir à vos clients quelque chose que vos concurrents ne peuvent pas offrir. Vous devriez essayer ce type de configuration de machine et profiter des avantages qu'ils apportent en termes de solutions de production, d'efficacité et de qualité des produits.

3. Inconvénients de l'usinage 5 axes

Évidemment, les gens ont réalisé les avantages et l'importance de la technologie CNC 5 axes dans l'industrie manufacturière et de production. Quand les gens rencontrent des revers compliqués dans la conception et la fabrication de surfaces complexes, ils se tournent vers la technologie d'usinage 5 axes. Les principales exigences techniques pour les machines CNC sont : multi-axes, haute vitesse, bonne rigidité et haute puissance ; la demande en nombres de coordonnées est principalement basée sur trois à cinq axes. Cependant, dans l'industrie de l'usinage, l'utilisation de l'usinage 5 axes pour faire certains travaux n'est pas aussi étendue qu'on le pense, pour les raisons suivantes :

3.1 Coût trop élevé

D'un côté, le coût d'achat des machines 5 axes et des logiciels nécessaires est élevé, bien plus élevé que le coût d'un centre d'usinage 3 axes ordinaire. De l'autre, la maintenance de la machine elle-même est plus difficile que les machines générales. Ces aspects mènent directement au coût des pièces usinées 5 axes bien plus élevé que l'usinage 3 axes ordinaire.

3.2 Programmation complexe et difficile

Comme l'usinage 5 axes diffère du 3 axes, en plus des trois mouvements linéaires, il y a deux mouvements rotatifs impliqués, et la trajectoire spatiale du mouvement synthétique formé est très compliquée et abstraite, généralement difficile à imaginer et comprendre. Par exemple, pour traiter la surface libre spatiale requise, il est souvent nécessaire de passer par plusieurs transformations de coordonnées et opérations géométriques spatiales complexes, et aussi de considérer la coordination du mouvement de chaque axe, pour éviter interférence, collision et quantité d'interpolation appropriée, etc. Pour assurer la précision d'usinage et la qualité de surface requises, la difficulté de programmation est encore plus grande.

3.3 Exigences techniques élevées pour l'opérateur

L'usinage 5 axes est une technologie de traitement avancée, et la technologie avancée nécessite l'opération de talents de niveau supérieur. De la programmation unique à l'exploitation d'usinage, c'est différent des machines 3 axes habituelles. Ainsi un opérateur technique hautement qualifié est requis, ce qui signifie aussi un coût de main-d'œuvre plus élevé.

Commencer avec l'usinage 5 axes

La CNC utilise un langage de programmation CNC unique et un logiciel appelé G-Code pour réguler tout ce qui concerne le mouvement des machines-outils pour produire un objet. Les commandes de programmation contrôlent la vitesse et l'arrangement de l'équipement de coupe par rapport à la pièce, la vitesse de coupe du matériau dans l'équipement, et divers autres facteurs.

Toute la procédure démarre avec un modèle ou dessin de CAO (Conception Assistée par Ordinateur). Le G-code sera extrait de ce modèle, et un essai sera effectué. Cela aide à réduire les dommages sur l'équipement de coupe spécifique ou la pièce. Les machines CNC peuvent déplacer le matériau de coupe ou la pièce dans divers axes de mouvement incluant les axes x et y. Une machine 3 axes peut se déplacer en X, Y et Z pour créer des formes 3D qui sont le modèle fondamental.

Des équipements d'usinage CNC 4 axes plus développés apportent un quatrième axe de rotation aligné sur l'axe X pour permettre la création de pièces plus complexes. Les équipements d'usinage 5 axes et 6 axes sont accessibles, rendant possible la production de n'importe quelle forme imaginable dans le centre d'usinage. Il y a eu une croissance significative du nombre d'industries utilisant le fraisage CNC 5 axes ou l'usinage CNC 5 axes dans la base du développement des machines CNC 5 axes. Le taux de croissance annuel d'environ 6 % laisse beaucoup de gens perplexes et désireux d'en savoir plus sur cette procédure.

En plus de l'usinage 5 axes, en tant que l'un des fabricants pouvant fournir différents types d'options ou solutions d'usinage, WayKen a été à l'avant-garde de l'innovation technologique. Si vous avez des questions ou besoins concernant l'usinage de précision 5 axes, n'hésitez pas à nous contacter, ou demandez un devis.