Fondamentaux de l'usinage : Maîtriser les parcours d'outils pour un CNC de précision

Nous avons créé la série Fondamentaux de l'usinage pour vous aider à rafraîchir vos connaissances en FAO, que vous travailliez dans un atelier d'usinage ou que vous débutiez. Des machinistes internes de notre Centre Technologique de Birmingham animent chaque épisode et fournissent une vue d'ensemble détaillée d'un outil/processus. Dans la dernière édition, nous avons couvert les post-processeurs. Ici, nous avons une introduction aux parcours d'outils, où vous obtiendrez un regard approfondi sur les différents types de parcours d'outils, de 2D à 5 axes, et comment vous pouvez les programmer avec Fusion 360.

Vous avez probablement entendu parler des parcours d'outils en termes de 2D, 3D et 5 axes simultanés complets. Mais que signifient ces termes ? Dans cet article, nous expliquerons exactement cela, ainsi que comment nous pouvons programmer ces parcours d'outils à l'intérieur de Fusion 360.

Que sont les parcours d'outils 2D ?

Le type de parcours d'outil le plus basique est le 2D. Comme son nom l'indique, les parcours d'outils 2D ne se déplacent jamais que dans deux dimensions, ou deux des axes de la machine, pendant la coupe. Généralement, ce sont les axes x et y. Si nous regardons notre machine dans la vidéo ci-dessus, nous pouvons voir un parcours d'outil 2D en action. Vous pouvez voir que l'outil descend sur l'axe z, mais lorsque le passage de coupe réel commence, l'outil ne se déplace que sur le plan x y plat.

Que sont les parcours d'outils 2,5D ?

L'étape suivante après les parcours d'outils 2D sont les parcours d'outils 2,5D. Les parcours d'outils 2,5D sont quand nous prenons un passage 2D et ajoutons plusieurs profondeurs. La raison pour laquelle ils sont appelés 2,5D et non 3D est que l'outil ne se déplace toujours que dans deux axes. Nous avons un passage 2D, l'outil monte ou descend en z, et ensuite ce même chemin 2D est répété.

Que sont les parcours d'outils 3D ?

Le type suivant de parcours d'outil est un parcours d'outil 3D. Cette fois, nous avons les trois axes qui se déplacent vers nos axes x, y et z pendant la coupe de matériau. Nous pouvons maintenant créer une géométrie plus complexe, telle que des surfaces courbes. Dans la vidéo ci-dessus, vous pouvez voir un parcours d'outil 3D en action pendant qu'un outil de rampage crée un congé. L'outil se déplace dans les directions x et y tout en descendant continuellement en z.

À ce stade, nous utilisons déjà les trois axes linéaires. Donc la prochaine étape est d'introduire un axe de rotation. Maintenant, cela n'est possible que selon la configuration disponible de votre machine. Certaines machines n'ont que trois axes linéaires, ce qui signifie que tout ce qui est plus qu'un parcours d'outil 3 axes est impossible. Certaines machines ont un axe de rotation supplémentaire, et d'autres comme celle utilisée dans la vidéo ci-dessus en ont deux axes de rotation supplémentaires. Pour plus d'informations, assurez-vous de regarder la vidéo des Fondamentaux de l'usinage sur les machines de fraisage.

Que sont les parcours d'outils 5 axes ?

Comme ma machine a deux axes de rotation, je peux aller au-delà d'un parcours d'outil 3 axes. Une option est d'utiliser un parcours d'outil 4 axes, qui, comme vous pourriez deviner, utilise mes trois axes linéaires et introduit un axe de rotation. Cette option me donnera un plus grand accès aux zones sur les pièces avec mon outil de coupe car je peux maintenant faire pivoter mes pièces par rapport à l'outil. L'étape suivante est d'opter pour un parcours d'outil 5 axes, qui utilise mes trois axes linéaires et deux axes de rotation. Cette option me donne un accès encore plus grand car je peux utiliser une combinaison des axes de rotation pour accéder à encore plus de zones. Je peux également contrôler l'angle auquel mon outil entre en contact avec les pièces, ce qui signifie que je peux influencer la qualité de la finition de surface.

Que sont les parcours d'outils 3+2 ?

Un terme de plus que vous avez peut-être entendu est un parcours d'outil 3+2. Vous vous demandez peut-être pourquoi ce n'est pas la même chose qu'un parcours d'outil 5 axes. La principale différence se résume au nombre d'axes qui peuvent bouger pendant que la pièce est en train d'être coupée. Pour un parcours d'outil 5 axes, les cinq axes peuvent bouger pendant que la pièce est coupée. Mais pour un parcours d'outil 3+2, vous utilisez les axes de rotation pour repositionner la pièce par rapport à l'outil tout en étant éloigné du matériau. Une fois que les axes de rotation repositionnent la pièce, le parcours d'outil s'exécute de la même manière que n'importe quel autre parcours d'outil 2D ou 3D.

Dans la vidéo, vous pouvez voir un exemple de parcours d'outil 3+2 en action. Vous remarquerez un parcours d'outil 2D standard coupant la pièce. L'outil s'éloigne, et les axes de rotation repositionnent la pièce, et puis l'outil redescend sur la pièce et usine en 3 axes. L'utilisation des axes de rotation pour le positionnement sur le parcours d'outil et la nature du parcours d'outil lui-même font de ceci un parcours d'outil 3+2.

Appliquer cette connaissance à Fusion 360

Maintenant que nous comprenons les différents types de parcours d'outils, regardons à l'intérieur de Fusion 360 pour voir comment nous pouvons les programmer. Fusion 360 divise les stratégies de parcours d'outils pour le fraisage en 2D, 3D et multi-axes. Ici, nous pouvons voir un parcours de profil 2D appliqué, ne se produisant que dans les directions x et y. Si je modifie cela, j peux ajouter plusieurs profondeurs et le convertir en parcours d'outil 2,5D.

De ma liste de stratégies 3D, j'ai un parcours d'outil de rampage, qui déplace le parcours d'outil dans les axes x, y et z en même temps pendant l'exécution. En passant aux options multi-axes, j'ai un parcours d'outil rotatif, qui est un parcours d'outil 4 axes qui utilise un axe rotatif. J'ai aussi un parcours d'outil ébauche, qui est un parcours 5 axes simultané complet. Vous vous souviendrez que nous avons également discuté des parcours d'outils 3+2, qui sont quand nous utilisons des axes de rotation mais seulement pour le positionnement. En utilisant l'orientation d'outil, je peux transformer n'importe quel parcours d'outil de leur version 2 ou 3 axes en un parcours d'outil 3+2. J'ai besoin d'activer cette option dans l'onglet géométrie en définissant mes nouvelles directions d'axes à partir de la carte. Ensuite, tout le reste sur la programmation du parcours d'outil est le même.

Plus de Fondamentaux de l'usinage à venir

Restez à l'écoute : suite à cet épisode sur les outils de fraisage, nous publierons des épisodes des Fondamentaux de l'usinage chaque semaine. Les futurs sujets incluent le code NC, les systèmes de coordonnées de travail, et plus. Consultez le reste des vidéos des Fondamentaux de l'usinage ci-dessous :

Fondamentaux de l'usinage : Introduction aux machines de fraisage
Fondamentaux de l'usinage : Introduction aux outils de fraisage
Fondamentaux de l'usinage : Introduction aux tours
Fondamentaux de l'usinage : Introduction aux post-processeurs

En attendant, téléchargez Fusion 360 pour commencer à usiner plus intelligemment aujourd'hui. En savoir plus sur comment maximiser votre machine avec Fusion 360 ici.