Qu'entend-on par usinage CNC 3, 4, 5 ou 6 axes ?

Il s'agit d'une machine CNC 3 axes ou 5 axes ! Vous avez peut-être entendu quelqu'un dire cela. Vous êtes-vous déjà demandé ce que l'on entend par une machine CNC à 3, 4 ou 5 axes ?

Eh bien, vous êtes au bon endroit, c'est le poste mécanique et aujourd'hui, nous allons discuter des différents axes de la machine CNC.

Vous pouvez télécharger le PDF sur Différents axes de machine CNC à la fin de cet article. Cet article est écrit par Peter Jacobs de CNCmasters.com Ces personnes sont en affaires depuis 1990, vous savez donc que vous apprenez des experts. Plus d'informations sur l'auteur à la fin de l'article.

Présentation 

Le fraisage est l'une des techniques les plus cruciales utilisées dans l'usinage de précision CNC avec des applications allant des composants mécaniques et médicaux à l'aérospatiale, l'optique, l'automobile, etc. Les fraises rotatives sont utilisées dans le processus de fraisage pour enlever le matériau d'une pièce. Ce processus est exécuté en fixant la pièce à un angle par rapport à l'axe de l'outil.

Les axes de cette fraiseuse dictent le type de travail et les zones où elle peut être utilisée sur la pièce. Il existe un usinage à 3, 4, 5 et 6 axes, avec des caractéristiques uniques, des différences et des applications variées pour s'adapter à différents cas d'utilisation.

Voici un bref aperçu des machines CNC à 3, 4, 5 et 6 axes avec leurs définitions :

Usinage 3 axes

L'usinage 3 axes implique que la pièce reste immobile avec seulement l'outil de coupe traversant le long des trois axes pour fraiser la pièce. Les machines 3 axes ont des applications dans le cas de l'usinage de géométrie 2D et 2.5D.

Comme l'usinage 3 axes n'opère que sur les trois axes, le processus devient relativement simple et permet d'enlever la matière dans ces trois axes décrits par l'arrière vers l'avant, le bord à bord, le haut et le bas.

Le fraisage 3 axes a ses limites et ne peut donc pas être utilisé pour concevoir des éléments selon un angle par rapport au système de coordonnées X-Y-Z, que l'élément soit planaire.

Applications de la machine CNC 3 axes

La machine 3 axes est la mieux adaptée pour :

• Fonctionnement automatique/interactif
• Percer des trous
• Fentes de fraisage
• Coupe des arêtes vives

Usinage 4 axes

Le processus impliqué dans le fraisage 4 axes est similaire à celui impliqué dans l'usinage 3 axes , où un outil de coupe enlève de la matière d'une pièce pour construire la forme et le profil nécessaires. L'usinage 4 axes est un procédé économiquement viable d'usinage de composants, ce qui est théoriquement possible sur une machine 3 axes.

Cependant, avec l'usinage 4 axes, le fraisage est effectué sur un axe supplémentaire en plus du 3 axes de rotation. Une machine CNC à 4 axes travaille sur les axes X, Y et Z, parallèlement à un autre axe de rotation autour de l'axe X, appelé axe A.

La plupart du temps, la pièce sera tournée pour faciliter le processus de coupe autour de l'axe A. Le fraisage 4 axes est mis en œuvre lorsque des trous et des découpes doivent être réalisés autour d'un cylindre ou sur le côté d'une pièce.

Applications de la machine CNC 4 axes  

L'usinage 4 axes est multifonctionnel et est considéré comme optimal pour :

• Graver des surfaces courbes
• Coupe intermittente
• Coupe continue

Usinage 5 axes

L'usinage 5 axes couvre tous les axes de l'usinage 4 axes à côté d'un autre axe de rotation.

Outre les 3 axes traditionnels, à savoir X, Y et Z, il existe 2 axes de rotation appelés axes A et B. C'est ainsi que nous obtenons les 5 axes. Les fraiseuses 5 axes sont suffisamment compétentes pour fournir une précision et composants complexes utilisé pour les os artificiels, les pièces en titane, les produits aérospatiaux, les moules de voiture, les pièces de machines à pétrole et à gaz, à des fins architecturales, médicales et militaires.

Cette rotation multidimensionnelle et ce mouvement d'outil permettent une précision, une finition et une vitesse sans précédent sur l'axe B lors de la construction d'une pièce.

Cette technique d'usinage peut fournir des pièces complexes, qui sont essentielles pour les applications de haut niveau telles que les applications aérospatiales.

L'usinage 5 axes offre la possibilité d'un usinage en une seule étape (réduisant les délais), facilitant l'accès à la géométrie de la pièce et améliorant la durée de vie de l'outil et l'efficacité du processus en inclinant la table pour la position de coupe optimale.

L'usinage 5 axes est avantageux lorsqu'un grand degré de complexité et précision est requis.

Applications de la machine CNC 5 axes

Ce processus est idéal pour :

• Précision des fonctionnalités
• Finitions de qualité supérieure
• Améliorer la productivité
• Réduire les complexités des composants
• Usinage de formes compliquées

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Usinage 6 axes

Le processus d'usinage 6 axes est similaire au 5 axes; cependant, il comporte un axe de rotation supplémentaire autour de l'axe Z qui peut considérablement augmenter les vitesses par rapport aux configurations à 5 axes.

Une machine à 6 axes a le potentiel de convertir les barres de métal brut en produit final en tournant à partir des deux extrémités du montage sans défauts dans la pièce fabriquée. Le fraisage 6 axes est une solution efficace, principalement pour les composants complexes et exigent une précision inégalée.

Les machines CNC à 6 axes facilitent certaines tâches ardues telles que percer des trous de différents diamètres et fournir différentes vitesses et modèles de coupe. La qualité du produit final délivré par une machine 6 axes est la meilleure parmi toutes les autres machines CNC.

Les machines à 6 axes sont généralement utilisées pour l'usinage en volume de l'acier, de la fonte, de l'aluminium et des matériaux de modélisme.

Cette machine utilise une tête de fraisage 3 axes spécifique pour permettre un usinage CNC 6 axes simultané, réduisant ainsi les temps de production de 75 % .

Applications de la machine CNC 6 axes

Ce procédé d'usinage est idéal pour :

• Atteindre la plus grande précision possible
• Vitesses rapides et précises
• Réduction du temps de traitement
• Fabriquer des pièces avec le meilleur niveau de complexité

Différence entre l'usinage CNC 3, 4, 5 et 6 axes

Usinage 3, 4, 5 axes

La distinction fondamentale entre l'usinage 3 axes, 4 axes et 5 axes réside dans la complexité du mouvement que l'outil de coupe et la pièce peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre. Plus la complexité du mouvement entre les deux pièces est grande, plus la complexité de la géométrie du produit final est grande.

Le nombre d'axes sur une machine CNC mesure le type de travail qui peut être effectué, le niveau de détail dans la pièce finale et les emplacements des pièces qui peuvent être manipulés.

Le type de machine que vous devez choisir dépend de vos besoins spécifiques, de votre calendrier et de votre budget. Pièces aérospatiales exigent une précision inégalée et donc, exigent un usinage 5 axes . Cependant, si vous avez besoin d'une machine CNC pour percer des trous , une machine 3 axes devrait bien faire le travail.

Usinage 6 axes

Ce processus d'usinage offre le niveau de précision le plus élevé en un minimum de temps, et donc, est réservé uniquement aux processus les plus compliqués en termes de conception et de complexité.

Voici quelques différences notables :

Vitesse fulgurante

La fraiseuse CNC à 6 axes offre des vitesses élevées sans compromettre la précision. Outre l'axe de liberté supplémentaire, les mouvements d'outils spécifiques accompagnés des transitions de l'outil sont plus facilement exploitables que tout autre processus d'usinage.

Plusieurs opérations dans une seule machine

Les fraiseuses 6 axes permettent aux utilisateurs d'effectuer des opérations telles que le fraisage, le surfaçage, le perçage et le tournage sur une seule machine. Les centres d'usinage n'ont qu'à modifier l'outil correspondant ou le système de contrôle logiciel pour différentes opérations.

Amélioration de la productivité

Les machines 6 axes offrent les meilleurs états de surface et des vitesses de coupe rapides. Ce processus rend également les performances du moteur plus fluides et offre un contrôle, une accélération et une décélération améliorés dans les courbes en S. Découvrez cette vidéo informative de CNC Titans sur différents axes d'usinage. (*non sponsorisé)  

Derniers mots

L'usinage CNC est bénéfique sur le plan opérationnel dans plusieurs industries à forte intensité de fabrication, avec des avantages notables comme un meilleur contrôle de la qualité des produits, la normalisation et une plus grande précision.

L'usinage CNC utilise la technologie CAO pour automatiser la découpe et la mise en forme des pièces. Le nombre d'axes dans une machine détermine le type de mouvement réalisable par cette machine CNC spécifique.

À propos de l'auteur :Peter Jacobs

Peter Jacobs est le directeur principal du marketing chez CNC Masters. Il est activement impliqué dans les processus de fabrication et contribue régulièrement à divers blogs sur l'usinage CNC, l'impression 3D, l'outillage rapide, le moulage par injection, la coulée de métal et la fabrication en général.