Types de machines-outils CNC :un guide rapide pour tout savoir à leur sujet

Les machines CNC peuvent effectuer diverses procédures d'usinage en raison des différents outils d'usinage CNC disponibles. Ces différents outils CNC ont diverses propriétés qui les rendent adaptés à diverses opérations tout en réduisant le besoin de saisie manuelle des opérateurs de machines. Cela élimine le vieux problème des opérateurs de machine fatigués et ruinant le processus.

Les outils d'usinage CNC sont divisés en différents types, y compris les outils de tournage, de coupe (fraisage), de perçage et de meulage. Parmi eux, les outils de découpe CNC sont les plus utilisés.

Cet article décrira les différents types de machines-outils à commande numérique et les fonctions de chacune d'entre elles. Si vous souhaitez en savoir plus sur ces outils d'usinage, ce guide rapide est fait pour vous.

Outils de tournage CNC

Le tournage est l'un des procédés d'usinage les plus anciens qui remonte à l'empire égyptien. Les outils de tournage CNC fonctionnent avec un tour (tour) qui fait tourner la pièce à grande vitesse par minute tandis que l'outil de tournage façonne la pièce dans la forme programmée. La forme de la pièce dépend du type d'opération de tournage et de l'outil de tournage utilisé. Voici quelques exemples d'outils de tournage :

Outils d'alésage

Les outils d'alésage fonctionnent avec le tour pour agrandir les trous droits ou coniques qui ont déjà été percés ou coulés dans la pièce.

Outils de chanfreinage

Les machinistes utilisent des outils de chanfreinage pour diverses applications telles que l'ébavurage, l'élimination des arêtes vives sur les pièces et le biseautage.

Outil de moletage

Les outils de moletage sont des outils de tournage CNC fonctionnels pour produire divers motifs (diagonaux, droits ou en losange) sur la surface des pièces. Ces motifs sont source d'une meilleure adhérence sur la pièce finie.

Outil de séparation

Les outils de séparation ont un bord en forme de lame qui fonctionne en coupant les matériaux loin de la pièce. Les machinistes l'utilisent également pour couper la pièce finie du reste de la pièce.

Outils de coupe CNC (outils de fraisage CNC)

Les outils de coupe CNC sont l'un des ensembles d'outils les plus utilisés dans l'industrie CNC. Même s'ils sont appelés outils de coupe, il n'y a pas de procédure appelée coupe en CNC. Au lieu de cela, nous avons la procédure de fraisage. C'est pourquoi les outils de coupe CNC sont également appelés fraises CNC / fraises CNC.

En ce qui concerne la procédure, le fraisage est une autre procédure populaire pour laquelle des outils d'usinage sont couramment utilisés. Bien que très vital dans l'espace d'usinage, il atteint la précision de la procédure de tournage grâce à la grande variété d'outils CNC utilisés dans le fraisage. Les fraises CNC sont utilisées avec une fraiseuse CNC (ou une fraiseuse). La fraiseuse utilise des fraises CNC pour enlever le matériau de différents endroits sur une pièce fixe dans un mouvement circulaire.

Voici des exemples d'outils de coupe :

Fraises en bout

Si vous êtes familier avec le fraisage CNC, vous avez certainement entendu parler des fraises en bout. Ils sont assez similaires aux forets mais sont plus polyvalents. Ils aident à percer des trous dans les matériaux même sans point pré-percé. Il existe également différents types de fraises en bout qui diffèrent par le nombre de cannelures et le type de nez dont elles disposent.

En les classant par leur nez, il en existe trois types :bull nose, ball nose et flat end mills. En ce qui concerne leur nombre de cannelures, le minimum que toute fraise en bout pourrait avoir est de 8.

Moulins à dalles

Les broyeurs à dalles sont des outils de coupe CNC utilisés pour fraiser des surfaces planes. Ils sont principalement adaptés aux opérations lourdes. Pour utiliser des broyeurs à dalles, vous devez placer la surface de la pièce parallèlement à la table de broyage CNC.

Fraises à surfacer

Les fraises à surfacer sont des fraises CNC à faces planes avec des arêtes de coupe remplaçables en carbure. Étant donné que ces arêtes de coupe sont latérales, les fraises à surfacer ne peuvent couper les pièces que dans le sens horizontal. La fonction des fraises à surfacer est de réaliser des sections plates sur des pièces. L'un des avantages de l'utilisation de fraises à surfacer est la possibilité de remplacer leurs arêtes de coupe. Cette propriété donne à l'outil un temps de fonctionnement plus long.

Coupe mouche

Les fraises à la volée sont des fraises CNC qui se composent d'un corps d'outil et de mèches de coupe. Leur fonction est de faire des coupes peu profondes ou larges sur des pièces. Ils pourraient avoir un ou deux bits de coupe. L'avantage d'utiliser des fraises à la volée avec deux embouts de coupe est qu'elles peuvent couvrir une plus grande section de la pièce. Vous pouvez les utiliser pour des fonctions similaires aux fraises à surfacer; cependant, ils sont moins chers.

Moulins creux

Les fraises creuses sont des fraises CNC en forme de tuyau et ressemblent à des fraises en bout inversées. Ils sont couramment utilisés pour créer des rayons de forme et des points pleins sur des pièces.

En dehors de ces types d'outils de coupe, il existe encore de nombreux types qui incluent :

• Alésoirs
• Coupes latérales et frontales
• Fraises à fileter
• Coupes d'engrenages à développante

Outils de perçage

Il est également connu sous le nom de forets, les machinistes utilisent des outils de forage pour créer des trous dans les pièces. Ils travaillent avec des forets hélicoïdaux ou des fraiseuses CNC et font ces trous à l'aide de leurs cannelures et de leurs pointes de coupe coniques. Voici des exemples d'outils de forage :

Forets centraux

Les machinistes utilisent des forets à centrer pour faire des trous précis sur la pièce avant d'utiliser d'autres forets pour agrandir le trou.

Perceuses à éjecteur

Les forets à éjecteur sont utilisés après les forets centraux pour créer des trous plus grands et plus profonds sur la pièce.

Exercices hélicoïdaux

Les machinistes utilisent des forets hélicoïdaux pour faire des trous qui ne nécessitent pas de spécifications importantes.

Parfois, les machinistes classent les outils de forage dans une sous-section des outils de coupe.

Outils de meulage

Les outils de meulage fonctionnent en conjonction avec les meules. Ils sont utilisés pour lisser la surface d'une pièce et ont généralement un niveau de précision élevé. Le seul outil de meulage identifié est la meule abrasive.

Différents types de matériaux utilisés dans la fabrication de machines-outils CNC

La matière première des machines-outils à commande numérique détermine la procédure d'usinage, telle que la vitesse d'avance et la vitesse de coupe, que vous pouvez utiliser. Une règle générale est que la matière première de vos machines-outils CNC doit être plus dure que le matériau de la pièce. Sinon, l'outil sera largement inefficace pour la procédure. Voici quelques exemples courants de matériaux utilisés dans la fabrication d'outils d'usinage :

Acier au carbone

Contenant un mélange de silicium, de carbone et de manganèse, l'acier au carbone est l'outil le moins cher utilisé dans la fabrication de machines-outils à commande numérique. Cependant, avec son prix bas vient un inconvénient majeur. Le matériau a une faible durabilité.

Par conséquent, les machines-outils en acier au carbone ne peuvent pas fonctionner dans des opérations intensives. En raison de son point de fusion bas (200°C), il ne peut pas résister à la chaleur élevée générée lors des opérations intensives; par conséquent, il commence à fondre. Les machinistes l'utilisent pour couper des matériaux légers comme la mousse ou le plastique.

Acier rapide

Contenant des métaux plus durables comme le tungstène, le molybdène et le chrome, l'acier rapide est un matériau plus durable pour la fabrication de machines-outils à commande numérique. Avec un point de fusion de 600 °C, les matériaux en acier rapide conviennent aux opérations lourdes et peuvent résister à des niveaux de chaleur élevés.

Carbures cémentés

Les carbures cémentés sont constitués de carbures et de métaux comme le titane. En raison de ses composants, il peut même résister à des températures plus élevées que l'acier rapide. Cependant, le matériau n'est pas aussi durable que l'acier rapide. Cela signifie que leur durée d'utilisation pourrait être raccourcie par des fissures ou des éclats sur la surface de l'outil. Par conséquent, leur utilisation est principalement limitée à la fabrication d'outils utilisés pour la finition.

Découper la Céramique

C'est le matériau le plus dur de cette liste. Résistants à la corrosion et à la chaleur, les outils d'usinage fabriqués à partir de ce matériau peuvent couper les pièces les plus dures. Cependant, ils sont similaires aux carbures cémentés dans leur durée de vie d'outil. Malgré leur dureté, les fabricants les utilisent rarement pour fabriquer des machines-outils à commande numérique car ils sont sensibles aux fissures et aux éclats.

Quels revêtements courants sont utilisés dans les outils d'usinage CNC ?

Un autre facteur qui contribue aux propriétés des machines-outils CNC est le revêtement utilisé. Ces revêtements peuvent améliorer la durée de vie et la dureté de l'outil et les aider à résister à des températures plus élevées. Voici des exemples de revêtements d'outils courants :

Nitrure de Titane

C'est l'un des revêtements les plus anciens et les plus couramment utilisés pour augmenter la dureté des outils de coupe. Outre la dureté, il améliore également d'autres propriétés telles que la stabilité thermique et la résistance à l'usure des outils. Il a également une résistance modérée à l'oxydation.

Cependant, les fabricants ont proposé des variantes de ce revêtement avec de meilleures propriétés. Par conséquent, son utilisation n'est plus aussi répandue qu'auparavant.

Nitrure de chrome

Les fabricants ont fabriqué des revêtements de nitrure de chrome pour fonctionner là où le nitrure de titane ne le pouvait pas. Le revêtement augmente la dureté des machines-outils et les rend résistants à la corrosion. Il augmente également leur résistance thermique et les rend adaptés aux outils pour les applications à haute température.

Nitrure d'Aluminium et de Titane (AlTiN) / Nitrure de Titane Super-Life

Ce revêtement ne doit pas être confondu avec le revêtement de nitrure d'aluminium et de titane (TiAlN). Ces deux diffèrent par leur teneur en aluminium. TiAlN contient 40% d'aluminium, tandis que AlTiN contient environ 65% d'aluminium. Ce revêtement augmente la résistance des machines-outils CNC à la chaleur.

Nitrure de carbone de titane

Il s'agit d'une autre variante du revêtement de nitrure de titane, qui contient du carbone. En raison de la température de fonctionnement relativement basse de ce revêtement, il ne peut pas fonctionner dans des environnements à haute température. Il améliore les propriétés telles que la dureté et la lubrification de surface des outils de coupe CNC.

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection de machines-outils CNC

S'assurer que vous disposez du bon outil est essentiel au succès de toute procédure d'usinage. Pour vous assurer d'avoir le bon outil, vous devez tenir compte des différentes propriétés requises pour réaliser avec succès les pièces usinées avec la meilleure rugosité de surface. Vous trouverez ci-dessous les différents facteurs à prendre en compte lors du choix des outils d'usinage :

Le matériau à partir duquel la pièce est fabriquée

Le matériau sur lequel vous avez l'intention de travailler est essentiel pour le choix de votre outil. Comme mentionné précédemment, l'outil utilisé dans une procédure d'usinage doit être plus dur que la pièce à usiner. Après avoir déterminé la ténacité de la pièce, vous pouvez facilement déterminer les matériaux qui peuvent fonctionner pour la procédure d'usinage.

La matière première de l'outil

Les propriétés de l'outil sont également essentielles pour choisir le bon outil. Par exemple, si vous avez besoin d'un outil qui a une longue durée de vie et qui peut résister à une chaleur élevée, les outils en acier rapide sont le meilleur choix. Cependant, couper la céramique est la meilleure option si vous voulez un outil capable de couper des matériaux extra-durs comme la fonte.

Nombre de Flûtes

Le nombre de cannelures sur l'outil est important car elles déterminent la vitesse d'avance de la machine-outil. Plus le nombre de cannelures est grand, plus la vitesse à laquelle la fraise se déplace contre la pièce est élevée. Cependant, un trop grand nombre de cannelures pourrait également entraîner le coincement des mèches de la pièce à usiner entre les cannelures. Par conséquent, obtenir le nombre optimal de goujures pour une procédure d'usinage est vital.

Le type d'opération d'usinage en considération

Il existe divers outils d'usinage CNC spécifiés pour diverses procédures d'usinage. Par conséquent, le type de procédure d'usinage vous donne une liste restreinte d'outils avec lesquels vous pouvez travailler. Cependant, dans certains cas, les outils d'une procédure d'usinage particulière peuvent fonctionner pour d'autres applications.

Le revêtement de l'outil

Le revêtement de la machine-outil est également vital car il a un impact sur les propriétés de l'outil. Par exemple, un revêtement en nitrure de titane augmente le coût de fabrication d'un outil et sa dureté. Par conséquent, si vous avez besoin d'un outil à bas prix, un outil en nitrure de titane est hors de question.

Pas d'usinage sans machines-outils CNC

Les machines-outils à commande numérique sont indispensables dans les procédures d'usinage. Cependant, vous devez choisir le bon pour vous assurer que la procédure d'usinage se déroule de manière désordonnée. Au lieu de vous casser la tête sur le bon outil, vous pouvez confier vos opérations d'usinage à des experts.

Pourquoi vous soucier de choisir des machines-outils CNC alors que vous pourriez demander à une équipe d'experts de le faire pour vous ? WayKen est votre guichet unique pour tout expert en usinage CNC, nous proposons différents types de services d'usinage CNC, y compris le fraisage, le tournage, le perçage, l'EDM, etc. Qu'il s'agisse d'un prototype ou de pièces usinées à faible volume, vous pouvez être sûr d'obtenir pièces de production de haute qualité.

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FAQ

Existe-t-il un outil qui peut fonctionner pour toutes les procédures d'usinage ?

Alors que certains outils peuvent fonctionner pour plus d'une procédure, aucun outil n'est fonctionnel dans tous les types de procédures. Il est conseillé d'utiliser uniquement les outils spécifiés pour une procédure d'usinage afin d'obtenir les meilleurs résultats.

Quel type de matériau convient le mieux pour fabriquer des outils CNC ?

Le meilleur matériau pour une machine-outil CNC dépendra de la procédure d'usinage avec laquelle l'outil fonctionnera. Cependant, l'acier rapide offre le meilleur des deux mondes en termes de prix et de dureté.

Le revêtement est-il nécessaire pour les outils CNC ?

Le revêtement contribue à améliorer les propriétés des outils d'usinage. Ils sont donc importants pour de nombreux outils. Cependant, ils ne sont pas nécessaires. Vous pouvez utiliser ces outils sans revêtement. Le seul problème avec la plupart des outils sans revêtement est qu'ils ne durent pas aussi longtemps que les outils avec revêtement.