8 avantages clés des centres d'usinage 5 axes pour la production haute performance

Êtes-vous incertain quant à la valeur de l'usinage 5 axes pour votre atelier ? Ne cherchez pas plus loin que cette liste utile de faits qui vous guidera à travers ses avantages.

Peut-être que votre atelier envisage d'acquérir des machines CNC 5 axes. Ou peut-être que votre atelier en a déjà acquis et que vous cherchez encore la meilleure façon de programmer la machine et de l'outiller. Quoi qu'il en soit, il y a beaucoup à considérer si vous voulez faire l'utilisation la plus efficace de ces machines-outils ultra-productives.

Maîtriser l'usinage 5 axes promet une qualité de pièce grandement améliorée, une réduction du travail en cours et une baisse des coûts de fixation, mais cela nécessite de nouvelles façons de penser. Avant d'aller plus loin sur la route du 5 axes, considérez les concepts suivants — certains servent à dissiper les rumeurs autour de cette technologie d'usinage importante, tandis que d'autres sont simplement conçus pour vous donner un bon départ.

1. Vous n'avez pas besoin de travail 5 axes pour justifier un centre d'usinage 5 axes

Ai-je besoin d'une machine ? De nombreux ateliers hésitent à faire l'investissement considérable dans un centre d'usinage 5 axes parce qu'ils ne fabriquent pas les aubes de turbine, blisks, implants orthopédiques et pièces similaires qui ornent la couverture de toute brochure de machine 5 axes. Ne vous en faites pas ; vous n'avez généralement pas besoin de travail 5 axes simultané pour justifier un centre d'usinage 5 axes. Toute pièce qui est usinée sur plus d'un côté bénéficiera de la manipulation réduite de la pièce qui vient avec l'usinage 3+2, permettant l'achèvement de cinq des six côtés de la plupart des pièces orthogonales.

2. L'usinage 5 axes sur un tour multitâche pourrait être plus efficace que sur un centre d'usinage 5 axes

Peut-être que vos pièces sont plus rondes qu'orthogonales mais contiennent encore des caractéristiques qui se prêtent bien à l'usinage 5 axes. Il est peut-être temps de considérer un tour multitâche ou un centre tour-fraise 5 axes. Ceux-ci offrent une grande partie de la même fonctionnalité que les centres d'usinage 5 axes et sont capables de produire des pièces complexes multi-surfaces, mais parce qu'ils portent souvent une broche secondaire, de nombreuses pièces peuvent souvent être terminées en une seule opération.

« J'ai vu de grands avantages en utilisant des machines tour-fraise », dit le Dr Thomas Kurfess, professeur et titulaire de la chaire distinguée HUSCO/Ramirez en puissance hydraulique et contrôle du mouvement au Georgia Institute of Technology. « Cependant, pour vraiment tirer parti de ces machines-outils, il faut vraiment sortir des sentiers battus. Les machines tour-fraise sont bien plus qu'un combiné fraiseuse-tour ; elles offrent un système d'usinage 4 ou 5 axes compact et beaucoup plus répétable qui a une configuration très unique et polyvalente. De plus, elles ont une empreinte au sol relativement petite, ce qui en fait des machines idéales pour ceux qui savent exploiter leurs avantages. »

3. Pourquoi vous ne pouvez pas utiliser une table trunnion au lieu d'une machine 5 axes

Peut-être pensez-vous que vous allez clouer une table trunnion rotative basculante sur l'un de vos centres d'usinage verticaux 3 axes, éliminant ainsi le besoin d'une fraiseuse 5 axes. Il n'y a rien de mal à cette approche et c'est une bonne façon de commencer l'usinage 5 axes, mais gardez à l'esprit qu'une machine-outil 5 axes dédiée offre des options de contrôle telles que le contrôle du point central de l'outil (TCPC), l'auto-réglage 5 axes, les décalages de pièce dynamiques, et d'autres fonctionnalités conçues pour rendre la mise en place rapide et facile, sans parler d'une construction de machine bien plus rigide et précise. En termes simples, un VMC 3 axes équipé d'une table trunnion ne peut pas rivaliser avec un véritable centre d'usinage 5 axes.

« L'ajout d'une table trunnion rotative basculante est un excellent moyen de transitionner vers l'usinage 5 axes », explique Kurfess. « Cependant, si vous achetez une configuration 5 axes auprès d'un OEM, la machine et ses systèmes de support sont entièrement intégrés pour les opérations 5 axes, résultant en une programmation et des flux de travail plus fluides. »

4. Tous les centres d'usinage 5 axes ne se valent pas

En parlant de construction de machine, sachez que dans le monde de l'usinage 5 axes, toutes les machines-outils ne sont pas construites de la même façon. Trois styles distincts de machines sont disponibles — ceux avec des tables rotatives basculantes intégrées à ce qui est essentiellement un centre d'usinage 3 axes ; ceux avec une table rotative basculante intégrée mais utilisant une colonne à axe X mobile — et ceux où la tête de fraisage pivote de gauche à droite au-dessus d'une table à plateau rotatif. Chacun a ses avantages et inconvénients, et les acheteurs doivent considérer des éléments tels que l'interférence d'outil, la taille de la pièce, la précision requise et le coût de la machine pour prendre la meilleure décision pour leur application particulière.

Une fois que vous avez adopté le 5 axes, vous voudrez savoir comment en tirer le meilleur parti. Voici d'excellents conseils dans l'article : « Apprenez à pousser la production de votre machine 5 axes. »

5. La fixation de plusieurs pièces est plus facile que vous ne le pensez : vous n'êtes pas limité aux pièces unitaires

Vous avez peut-être entendu dire que l'usinage 5 axes signifie que vous ne pouvez produire qu'une seule pièce par cycle de machine. Pas vrai. Certes, la méthode la plus courante pour serrer les pièces sur un centre d'usinage 5 axes est un seul étau à hauteur étendue qui serre une queue d'aronde pré-usinée au bas du brut de pièce. Mais pour ceux qui ont besoin d'usiner 3, 4, 6 ou plus de pièces par cycle, il existe une gamme de plus en plus large d'options de serrage. Le résultat est que la fixation de plusieurs pièces sur une machine 5 axes est plus facile et plus flexible que vous ne le pensez.

Kurfess le dit ainsi : « Non seulement il existe une grande variété d'excellents dispositifs de fixation pour l'usinage 5 axes, mais beaucoup d'entre eux sont joliment intégrés dans la capacité de programmation de la machine, permettant une productivité encore plus grande de votre fixation. Encore une fois, c'est un avantage significatif de l'achat d'un véritable système 5 axes. »

6. Vous n'avez pas à faire vos propres queues d'aronde sur les bruts

Quelqu'un a dit queue d'aronde ? Si vous redoutez l'idée de non seulement devoir scier les bruts de pièces mais aussi d'usiner les queues d'aronde dessus, vous pourriez envisager de vous concentrer sur ce que vous faites le mieux et de commander du matériau pré-découpé, pré-queue-d'aronde auprès de votre fournisseur d'acier. Vous devriez également regarder les étaux qui reposent sur une série de goupilles, de tranchants ou même de colle photo-activée pour maintenir solidement les pièces en place.

7. Précision améliorée, moins de manipulation avec l'usinage 5 axes

Considérez la méthodologie d'usinage traditionnelle selon laquelle une pièce à 6 faces nécessite six manipulations séparées et plusieurs fixations pour être complétée. Comme tout machiniste le sait, peu importe à quel point la fixation est bien conçue, une petite quantité de précision de pièce est perdue à chaque opération. Puisque le 5 axes termine tous les côtés sauf le fond de la pièce sans repositionner la pièce, la seule chose qui empêche une précision parfaite est la machine-outil elle-même.

8. L'usinage 5 axes « Fait en une fois » est amusant

Un constructeur de machines-outils bien connu suggère qu'adopter une approche d'usinage « fait en une fois » est l'une des meilleures choses que vous puissiez faire pour le résultat net de votre atelier. Ils ont raison. Avec le 5 axes, les paniers et bacs de pièces partiellement terminées qui traînent dans l'atelier sont de l'histoire ancienne. La trésorerie est améliorée. Les délais sont réduits tandis que la flexibilité est augmentée. Les bavures créées lors de la pénétration dans une caractéristique intersectante sont plus faciles à enlever.

« Non seulement les machines 5 axes aident à réduire le travail en cours, mais elles permettent aussi aux entreprises de mieux utiliser leur main-d'œuvre hautement qualifiée et leur équipement », dit Kurfess. « Premièrement, une pièce et une machine ne passent pas de temps mort dans les opérations de chargement/déchargement. Deuxièmement, les opérateurs qualifiés ne réalisent pas des fonctions à faible valeur ajoutée comme le chargement/déchargement. Au lieu de cela, ils peuvent passer du temps à programmer et mettre en place d'autres machines si nécessaire. »

Vous pourriez encore rebuter une pièce de temps en temps, mais vous la découvrirez plus tôt que tard. En termes simples, le 5 axes est la meilleure chose qui soit arrivée aux centres d'usinage depuis les changeurs d'outils automatiques.

Avez-vous seulement trempé vos orteils dans l'usinage 5 axes ? Qu'est-ce qui vous retient ? Partagez votre expérience.