Usinage CNC 101 :Maîtriser les opérations de base du centre de fraisage

Usinage de précision, notamment CNC (commande numérique par ordinateur) L'usinage est d'une importance vitale dans l'économie actuelle, en particulier pour les industries qui ont besoin de pièces d'une précision et d'une complexité inégalées.

Quelles industries ? Aérospatiale, automobile, médical, défense, machines industrielles, électronique et bien d’autres. Les entreprises de ces secteurs s'appuient sur l'usinage CNC pour sa capacité à produire des composants de haute précision de manière fiable et efficace, ce qui est crucial pour leurs applications spécialisées. .

Les machines CNC effectuent des tâches incroyables qui produisent efficacement des composants complexes, surpassant les méthodes d'usinage traditionnelles en termes de précision et de rentabilité. Dans cet article, nous allons jeter un aperçu de haut niveau aux pièces et fonctions des machines CNC. Les liens que vous voyez fourniront plus de détails sur ce sujet.

Qu'est-ce qu'une machine CNC ?

Une machine CNC utilise la programmation informatique pour diriger les fonctions et les mouvements des outils d’une machine. Ces programmes, pré-écrits ou générés automatiquement, contiennent des instructions programmées codées (en savoir plus sur le G-Code et le M-Code ici) que la machine CNC suit pour exécuter les opérations correctes pour la production de pièces.

L'ordinateur déplace l'outil ou la pièce et contrôle la vitesse d'avance, la profondeur de coupe, la vitesse et le débit du liquide de refroidissement. Pendant que la machine fonctionne, elle enlève le matériau avec précision couche par couche pour façonner la pièce. Les machines CNC peuvent travailler sur divers matériaux , y compris les métaux, les plastiques, le bois et les composites.

Il existe de nombreux types de machines CNC, chacune remplissant des fonctions différentes. Les processus d'usinage CNC standard incluent ces techniques d'usinage :

• Fraisage — Un outil de coupe en rotation entre en contact avec une pièce fixe
• Tournage — Faire tourner la pièce pendant qu'un outil de coupe la façonne; généralement réalisé avec des tours
• Forage — Un outil de coupe rotatif découpe des trous dans une pièce à usiner
• Ennuyeux — Création d'une cavité interne précise dans une pièce par enlèvement de matière
• Brochement — Enlèvement de matière séquentiel avec des courses de coupe peu profondes
• Sciage — Trancher une pièce à l'aide du mouvement de va-et-vient d'une lame de scie

Bien que les types de machines CNC varient considérablement, quelle que soit la tâche, une machine CNC excelle clairement de deux manières :répétabilité (la capacité de fabriquer des dizaines de milliers de pièces identiques) et précision (Tolérances de position de frappe de +/- 0,001" ou plus).

Quelles sont les pièces d'une machine CNC ?

Lit  :Généralement construit en fonte pour une durabilité et une résistance accrues, le banc constitue la base de la machine, supportant tous les composants.

Broche : À l'intérieur de la zone d'usinage, la broche à entraînement électrique fait tourner les outils qui coupent et façonnent les pièces. L'intérieur de la broche est conique pour correspondre à l'angle conique du porte-outil afin de maximiser la surface de contact nécessaire pour maintenir l'outil en place pendant la coupe. Un timon à l'intérieur de la broche, saisit et tire le bouton de rétention sur le porte-outil pour fixer l'outil dans la broche. La broche sur une machine horizontale maintient l'outil horizontalement, et une machine verticale le maintient verticalement, d'où le nom de chacune.

Palette : La palette sur une fraiseuse horizontale est utilisée pour monter les dispositifs d'usinage de pièces particulières afin de maintenir les pièces en cours d'usinage. Luminaires Maintenez fermement la pièce dans un emplacement et une position précis. Les palettes ont des blocs d'alignement sur deux côtés qui sont utilisés pour localiser le luminaire dans un emplacement avant d'être boulonné en place. Un centre d'usinage horizontal comporte deux palettes . L'opérateur peut traiter les pièces sur la palette dans la station de chargement tandis que la deuxième palette est dans la station d'usinage en train d'usiner les pièces.

Panneau de configuration :Le panneau de commande comprend le périphérique d'entrée, l'unité d'affichage, le clavier et les boutons de commande. Généralement monté sur un bras extensible pour un positionnement facile, il joue un rôle crucial dans la saisie des instructions de programmation dans la machine, complétant les fonctions de l'unité de commande de la machine.

Affichage :De taille et de résolution variables, cet écran affiche des informations essentielles à l'interaction de l'opérateur :le code G, les paramètres et l'état de fonctionnement de la machine. En présentant des programmes, des instructions et l'état de la machine en temps réel, cette unité assure une gestion et un contrôle efficaces de la machine CNC.

Contrôle des machines :Le MCU interprète le code G et gère les opérations telles que le lancement de tâches, la vitesse de broche, les changements d'outils et la gestion de l'avance. Il traduit le code G en instructions pour les conducteurs d'outils, coordonnant les mouvements des servomoteurs. sur les axes et garantir la précision de l'outil grâce à des capteurs de rétroaction. 

Barrières : Les feuilles de métal qui s'étendent et s'effondrent qui recouvrent le mécanisme de déplacement de la broche ou de la table de travail sont appelées couvertures. Leur objectif est de garder les copeaux et autres contaminants hors des pièces des machines de précision qui peut être facilement endommagé s’il n’est pas correctement lubrifié et maintenu propre. Il couvre les chemins et les vis à billes.

Système Waylube : Le système waylube lubrifie les voies sur lequel coulisse la table traversante et la vis à billes qui la déplace.

Convoyeur de copeaux : Au fur et à mesure de l'usinage d'une pièce, des copeaux métalliques sont créés, qui peuvent s'accumuler et interférer avec le mouvement de l'outil, de la machine ou de la pièce et/ou provoquer un refoulement du liquide de refroidissement. Le convoyeur à copeaux est un mécanisme permettant de éliminer les copeaux de la zone d'usinage et séparez-les du liquide de refroidissement pour assurer un débit correct du liquide de refroidissement, ce qui est essentiel à un usinage réussi. Il envoie les copeaux vers une benne à ordures et permet au liquide de refroidissement propre de refluer dans le réservoir de liquide de refroidissement.

Système de refroidissement : Pour améliorer la qualité de l'usinage, une machine CNC utilise du liquide de refroidissement à de nombreuses fins, chacune avec une pompe à liquide de refroidissement distincte. Un pulvérisateur de type tuyau d'arrosage asperge l'usinage de liquide de refroidissement, assurant ainsi un refroidissement complet de l'outil de broche. pendant laver les chips dans le convoyeur de copeaux et dirige un flux vers les outils pour la lubrification .

Système hydraulique :Les pompes hydrauliques fournissent de l'huile à haute pression pour soulever la palette, serrer la palette, faire fonctionner la barre de traction et serrer un dispositif de maintien de pièce. Il existe des pompes distinctes pour chaque tâche, une pour la machine et une pour le luminaire. La pompe ci-dessous est destinée aux fonctions de la machine , avec un voyant sur le réservoir indiquant le niveau actuel de l'huile hydraulique.

Machines-outils :Les machines-outils effectuent des tâches sur les pièces, généralement du découpage. Ces outils varient selon les types de CNC (tours, fraiseuses, etc.), comme mentionné ci-dessus. Plusieurs outils de coupe sont contenus dans la machine ; 60 ceintures à outils sont courantes et il existe des options pour contenir plus ou moins d'outils. Les outils sont échangés automatiquement par un changeur d'outils. Les composants essentiels tels que les tables coulissantes, les broches, ainsi que leurs entraînements et moteurs, sont contrôlés via les axes X, Y et Z. Pour plus de détails sur le fonctionnement d'une machine CNC (y compris les machines 2 axes à 5 axes), consultez cet article.

Système de conduite :Le mouvement est contrôlé par des entraînements électriques, des servomoteurs, des vis à billes et des guides linéaires, garantissant une précision exacte. Dans une fraiseuse CNC, la palette se déplace horizontalement dans la direction z et l'outil de coupe horizontalement et verticalement dans les directions x et y.

Commutateur au pied ou pédale  :Les opérateurs CNC utilisent des pédales pour ouvrir et fermer le mandrin, permettant un chargement et un déchargement faciles des pièces.

Informations supplémentaires sur la machine CNC qu'un débutant devrait connaître

L’usinage CNC de classe mondiale ne concerne pas seulement les pièces de la machine. Les machines CNC nécessitent un entretien adéquat pour qu'ils fonctionnent efficacement. Voir quelques conseils ici. De même, les outils de découpe des machines CNC doivent être entièrement gérés et disponibles en cas de besoin.

Comme dans de nombreuses disciplines de fabrication, certains mythes donnent une fausse impression à propos de l’usinage CNC. En réalité, les environnements de travail sont propres, la sécurité des travailleurs est une priorité, les nouvelles personnes sont bienvenues et l'usinage CNC est un choix de carrière solide. .

Les machines CNC utilisent une technologie avancée pour usiner des pièces complexes, mais ce n’est pas extrêmement difficile à apprendre et à comprendre. En fait, de nombreux étudiants du secondaire et jeunes diplômés se sont directement lancés dans une carrière dans l’usinage CNC. Cependant, comme dans tout métier, l'expérience compte, et il faut généralement deux à trois ans d'usinage pour devenir un opérateur de machine compétent.

Enfin, travailler avec un atelier d'usinage CNC expérimenté et fiable est un incontournable, quelle que soit leur taille. Cette ressource vous aide à déterminer si une relation d'atelier haut de gamme répond le mieux à vos besoins de fabrication.

Maintenant que vous connaissez les pièces et les fonctions des machines CNC, explorez notre page de ressources dédié au partage d'informations sur l'usinage CNC, les responsabilités des opérateurs et les tendances de l'industrie :Guide d'usinage CNC . Cliquez ci-dessous pour un accès instantané.

À propos de l'auteur

Taylor est responsable du développement des employés chez SMC, où il supervise les initiatives de formation et de sécurité. Avec une approche pratique et concrète, il adapte les programmes de formation aux individus, s'assurant que toutes les nouvelles recrues sont correctement formées à leurs fonctions. Taylor dirige également l'équipe de sécurité de l'entreprise, plaidant en faveur d'une culture de sécurité dans l'ensemble de l'organisation.