Les fondamentaux d'un centre d'usinage vertical (VMC)

Introduction à l'usinage vertical

L'usinage vertical existe dans sa forme la plus basique depuis plus de 150 ans. Pourtant, c'est toujours l'une des formes les plus récentes de la technologie d'usinage (le tournage/tour est le plus ancien). Le processus de "fraisage" implique une fraise rotative ou un foret et une table de travail mobile sur laquelle la pièce est fixée.

La fraise est fixée et tournée dans un boîtier appelé "broche". Grâce à la netteté de l'outil et à la force de la table poussant le matériau dans la fraise, le matériau cède et est coupé ou rasé comme vous le souhaitez. L'axe de force peut être haut/bas (appelé axe Z) gauche/droite (appelé axe X) ou d'avant en arrière (appelé axe Y).

La fraiseuse originale

Schéma d'une fraiseuse (source)

Les VMC peuvent être équipés de multiples réglages. Par exemple, il existe de nombreux angles d'approche disponibles ainsi que des dispositifs de positionnement rotatifs et autres sur la table de travail. Les interprétations ultérieures de la conception VMC ont ajouté des dispositifs d'alimentation électrique et hydraulique pour rendre le système plus automatisé et, finalement, des commandes informatisées ont été ajoutées pour permettre une plus grande automatisation du fonctionnement, de la répétabilité, de la sélection / changement d'outil et du contrôle des contours. Ces nouvelles CNC ont amené la "fraiseuse" à un nouveau niveau de productivité et, ainsi, le terme VMC (Centre d'usinage vertical) est né.

Centre d'usinage vertical :sous les capots

La CNC VMC :les bases du processus

Les VMC sont principalement (mais pas uniquement) utilisées comme machines de découpe de métaux qui enlèvent l'acier, l'aluminium ou d'autres matériaux durs, façonnant ainsi un bloc de matériau brut en une surface formée avec précision ou "usinée".

Les VMC peuvent être utilisées non seulement pour la coupe, mais aussi pour le perçage, la sculpture, la gravure, le taraudage, le fraisage, le chanfreinage et de nombreuses autres applications. En raison de leur polyvalence et de leur coût relativement faible, ce sont des machines extrêmement populaires que l'on trouve dans les magasins du monde entier. En fait, il y a de fortes chances qu'il y ait une machine en fonctionnement à quelques kilomètres seulement de l'endroit où vous lisez ceci maintenant.

Les VMC utilisent tous des composants communs, qui sont les suivants :

1. Broche rotative — La broche, qui est perpendiculaire à la surface de travail ou à la table, peut contenir une variété d'outils de coupe (ou moulins comme on les appelle parfois). La cartouche de broche est montée dans un boîtier qui se déplace de haut en bas - cette direction de mouvement est appelée l'axe Z.
2. Tableau — La table est une plate-forme sur laquelle monter des pièces, soit directement, soit à travers une variété de fixations comme des plaques d'aluminium fraisées ou des étaux à serrage dur. La table a un mouvement de gauche à droite, que nous appelons l'axe X, et d'avant en arrière, qui s'appelle l'axe Y. Ces deux axes de mouvement, associés à l'axe Z, permettent un contournage pratiquement illimité sur les plans de mouvement.

Composants communs supplémentaires

3. Changeur d'outils - Un changeur d'outils augmente considérablement la productivité d'un VMC en permettant la sélection automatique et contrôlée par ordinateur des outils pour une variété de tâches allant de l'ébauche à l'alésage de trous fins.
4. Système de refroidissement — Pour garder les pièces et les fraises au frais et lubrifiées, la plupart des VMC utilisent une sorte de système de refroidissement par recirculation ; qui est généralement un mélange d'huile soluble et d'eau, mais peut également être une variété d'autres liquides.
5. Convoyeur à copeaux/vis— Pour évacuer les copeaux de la zone de travail, une variété de convoyeurs à copeaux et de vis à copeaux peuvent être utilisés pour augmenter la productivité et réduire les temps d'arrêt dus au ramassage manuel des copeaux.
6. Couvertures complètes/Enceintes— Ceux-ci peuvent être ajoutés pour réduire les éclaboussures/éclaboussures causées par les opérations de fraisage et protéger les opérateurs et l'environnement du processus d'usinage.
7. Tables tournantes - L'ajout d'axes supplémentaires à la machine peut augmenter considérablement sa productivité en transformant une simple machine à trois axes en un système à quatre ou même cinq axes capable d'usiner des composants complexes avec des surfaces variables (comme des aubes de turbine).
8. Chargeurs à chargement rapide — Un autre excellent ajout pour augmenter considérablement la productivité est l'utilisation de tables navettes ou d'autres systèmes de chargement automatique de pièces. Ceux-ci peuvent réduire les temps d'arrêt et augmenter considérablement le temps "ON" de la broche de la plupart des systèmes VMC.

Les utilisations courantes des VMC incluent : Pièces d'usinage pour la fabrication d'assemblages, de pièces moulées, d'automobiles, de fabrication de moules/de matrices et de nombreuses autres tâches de coupe de métal.

Industries courantes utilisant ces processus :

• Industrie automobile
• Construction navale,
• Ateliers d'usinage,
• Constructeurs de machines, et
• Industrie manufacturière.

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