Pourquoi l'usinage 3+2 sur machines 5 axes améliore la précision et l'efficacité

Des préparations plus faciles et rapides aux tolérances plus serrées et meilleures options de contrôle, effectuer de l'usinage 3+2 sur un système 5 axes peut garantir certains des usinages de pièces les plus précis et efficaces de la fabrication d'aujourd'hui.

Il y a de nombreuses raisons d'utiliser l'usinage 3+2 sur une machine 5 axes. Peut-être que le gros contrat pour les implants médicaux qui justifiait l'achat d'un centre d'usinage 5 axes s'est terminé et vous cherchez du nouveau travail. Peut-être que vous avez du mal à respecter les exigences de position vrai entre deux caractéristiques de pièce usinées actuellement sur des opérations séparées. Ou peut-être que vous en avez marre de toutes les pièces en attente sur vos centres d'usinage 3 axes. Quelle que soit la situation, utiliser votre machine 5 axes pour faire du travail 3+2 pourrait être la meilleure décision que vous ayez jamais prise. Voici pourquoi.

Additionner les avantages de l'usinage 3+2

Besoin d'être convaincu ? Passons en revue la préparation, la tolérance, l'enlèvement de matière et la flexibilité qui peuvent être accomplis avec l'usinage 3+2 sur une machine 5 axes.

En supposant que vos pièces sont orthogonales et nécessitent un usinage sur les six faces, ce qui est courant pour la plupart des pièces fraisées, une machine 5 axes élimine les deux tiers des préparations et manipulations de pièce. Moins d'opérations signifie moins de montages, moins d'en-cours et moins de risque qu'une pièce finisse à la benne en cours de route. Cela signifie aussi moins de surproduction en prévision de pièces perdues pendant la fabrication. Au lieu de cinq ou six pièces en plus, une seule suffira maintenant.

Les tolérances géométriques entre caractéristiques sur différentes faces de la pièce sont plus faciles à tenir quand elles sont réalisées dans la même opération. La capacité de basculer les pièces à l'angle désiré signifie souvent que les outils peuvent être plus courts et donc plus rigides, améliorant la durée de vie d'outil et la qualité de pièce tout en augmentant les capacités d'enlèvement de matière. Parce qu'il est facile de pivoter autour de plusieurs faces de la pièce en une seule opération, il y a une plus grande flexibilité dans la séquence des étapes d'usinage. L'ébavurage des caractéristiques intersectantes est aussi beaucoup plus simple.

Un mode « positionnement » 3+2 sur un centre d'usinage 5 axes n'est pas limité aux seuls mouvements à 90 degrés. Les trous inclinés dans les collecteurs hydrauliques sur lesquels vous avez travaillé peuvent maintenant être réalisés sans préparation ou montage supplémentaire. Pareil pour le bossage fileté sur le corps de vanne F-16 qui se trouve à un angle inconfortable de 27 degrés, ou les faces coniques et sous-coupées du moule que vous venez de chiffrer. Ces caractéristiques sont facilement produites sur un centre d'usinage 5 axes, même si vous ne l'utilisez jamais pour du « vrai » travail 5 axes simultané.

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Usinage 3+2 : Primé pour la précision

Malgré les avantages clairs, certains ateliers restent réticents à poursuivre une stratégie d'usinage 3+2 sur une machine-outil 5 axes simultanée. Cela peut être considéré comme du surdimensionnement, par exemple, d'utiliser l'une des machines les plus performantes et technologiquement avancées de l'atelier de cette manière, surtout comparé à l'installation d'une table trunnion basculante-rotative sur un centre d'usinage vertical 3 axes.

Pourtant, les centres d'usinage 5 axes offrent des fonctions de contrôle qu'on ne trouve pas sur leurs cousines 3 axes, trunnion ou pas. La précision volumétrique est assurée par des capacités de « réglage automatique », qui compensent et ajustent automatiquement les inexactitudes cinématiques. Le contrôle du point central d'outil et l'entrée de vecteur d'outil simplifient la programmation, et les décalages de pièce dynamiques simplifient les préparations. Avec leurs commandes avancées, les machines 5 axes sont, tout simplement, meilleures pour l'usinage multi-faces, qu'elles soient utilisées en mode simultané ou non.

C'est bien, mais maintenant quoi ? Qu'en est-il du bridage et des porte-outils ? Un atelier doit-il faire encore plus d'investissement en outillage une fois la décision prise de passer au 3+2 ? La bonne nouvelle est que — pourvu que le cône de broche soit le même — tous les porte-outils actuellement sur votre centre d'usinage vertical 3 axes peuvent être utilisés sur une machine 5 axes. Il en va de même pour les étaux, montages et mandrins, bien que quelques mises en garde existent.

C'est l'heure de l'outillage : Ce dont vous avez besoin pour l'usinage 3+2

Commençons par les porte-outils. Quiconque achète une nouvelle machine-outil, quelle qu'elle soit, devrait saisir l'opportunité de maximiser son potentiel avec un outillage de haute qualité. Si une broche HSK ou similaire à double contact est disponible, alors par tous les moyens, prenez-la. La plus grande vitesse et précision d'une interface moderne compensent largement le coût d'outillage additionnel.

Allez plus loin. Consultez « Lessons in High-Performance Machining: Don't Forget the Tool Holders. »

Aussi, ce pourrait être le moment idéal pour abandonner les mandrins à gorge latérale et porte-pinces que vous utilisez pour des porte-outils à retrait par chaleur ou hydrauliques, restant ainsi au niveau des capacités de votre machine.

Côté bridage, la vie vient de devenir beaucoup plus facile. Une large gamme d'étaux 5 axes est disponible, la plupart saisissant le bas 1/8 pouce environ de la pièce et la soulevant assez haut pour donner un accès complet à toutes les faces. Quand la pièce est finie, il suffit de tronçonner le matériau sacrificiel et d'usiner ce qui reste sur le fond de la pièce.

Pendant que vous y êtes, pourquoi ne pas équiper vos nouveaux étaux 5 axes d'un système de bridage et positionnement rapide à point zéro ou comparable ? Contrairement à un centre d'usinage vertical 3 axes, où toute la table peut être remplie de pièces, l'usinage en 3+2 signifie généralement une pièce à la fois. Un système point zéro facilite l'entrée et la sortie des pièces de la machine rapidement, et réduit aussi les temps de préparation.

Comment utilisez-vous l'usinage 3+2 à l'avantage de votre atelier ? L'utilisez-vous sur une machine 5 axes ? Partagez vos astuces et conseils.