5 Configuration et exigences du centre d'usinage CNC à grande vitesse

Dans les services d'usinage CNC, l'usinage CNC à grande vitesse est un processus très important, qui peut usiner rapidement et avec précision des pièces, améliorer l'efficacité de traitement correspondante.

Il existe encore de nombreuses différences entre les centres d'usinage CNC à grande vitesse et les centres d'usinage ordinaires, tels que les broches, les magasins d'outils, les outils, les systèmes CNC, etc., principalement dans la vitesse de broche et l'avance de coupe. Un centre d'usinage CNC à grande vitesse standard doit répondre aux exigences d'un centre d'usinage CNC à grande vitesse standard.

1. La broche spéciale prend en charge un centre d'usinage CNC à grande vitesse

La broche à grande vitesse du centre d'usinage à grande vitesse doit avoir les caractéristiques d'une haute précision, d'une bonne rigidité, d'un fonctionnement stable et d'une petite déformation thermique. Plusieurs types de broches sont plus populaires dans les centres d'usinage :type à courroie, type à engrenages, type à entraînement direct et broche électrique. Les centres d'usinage CNC à grande vitesse peuvent utiliser des broches à entraînement direct et des broches électriques, et les broches restantes ne peuvent fondamentalement pas répondre aux exigences de vitesse de base des centres d'usinage CNC à grande vitesse. La vitesse de broche du centre d'usinage CNC à grande vitesse ne peut pas être inférieure à 10 000 tr/min. Une vitesse aussi élevée ne peut en principe être atteinte que par des broches à entraînement direct et des broches électriques.

La vitesse maximale d'une broche à accouplement direct n'est pas aussi élevée que celle d'une électrobroche. Plus la vitesse de la broche est élevée, plus la force de coupe est faible, de sorte que la force de coupe de la broche à couplage direct est bien meilleure que celle de la broche électrique.

2. Avance de coupe du centre d'usinage CNC à grande vitesse

Dans les machines-outils à commande numérique, on peut dire que l'augmentation de l'avance de coupe de la machine équivaut à augmenter l'efficacité de l'usinage. C'est le cas des centres d'usinage CNC à grande vitesse. L'avance de coupe des centres d'usinage CNC à grande vitesse est généralement de 20 à 40 m/min. Bien sûr, l'avance de coupe est la plus rapide.

L'utilisation mature des moteurs linéaires a donné un saut qualitatif dans les centres d'usinage CNC à grande vitesse et a amélioré l'efficacité et la précision d'usinage dans toutes les directions. Le mode d'entraînement du moteur linéaire est un mode d'entraînement direct sans contact, avec peu de pièces mobiles et aucun problème de distorsion. Avec cette technologie, la fabrication de machines-outils a atteint un niveau qui ne peut être atteint par une vis à billes traditionnelle. Le moteur linéaire a des caractéristiques d'accélération et de décélération élevées, l'accélération peut atteindre 2g, soit 10 à 20 fois le dispositif d'entraînement traditionnel, et la vitesse d'alimentation est de 4 à 5 fois celle du traditionnel.

3. Système CNC de centre d'usinage CNC à grande vitesse

Le système CNC du centre d'usinage CNC à grande vitesse a des exigences plus élevées que le système CNC général du centre d'usinage. Le système de commande numérique du centre d'usinage CNC à grande vitesse doit avoir la capacité de traitement de données la plus rapide et les caractéristiques fonctionnelles les plus élevées. Cela est vrai pour un centre d'usinage CNC à grande vitesse à quatre ou cinq axes. Le système de commande numérique avec un processeur 32 bits ou 64 bits est préféré. Ces deux systèmes de commande numérique sont très puissants et ne peuvent être comparés aux systèmes de commande numérique ordinaires.

4. Outil de centre d'usinage CNC à grande vitesse

L'outil de centre d'usinage CNC à grande vitesse n'est pas le type d'outil mais le matériau d'outil d'un centre d'usinage CNC à grande vitesse. Les matériaux d'outils couramment utilisés pour les centres d'usinage CNC à grande vitesse sont le diamant polycristallin, le nitrure de bore cubique et les outils à revêtement dur. Un bon outil peut augmenter la vitesse de coupe jusqu'à la hauteur la plus élevée.

Il est nécessaire d'équilibrer dynamiquement la structure de l'outil, en particulier pour les outils à manches plus longs, qui doivent être équilibrés dynamiquement pour empêcher la force centrifuge à grande vitesse de casser les porte-outils ou les lames à faible résistance à la flexion et à la rupture, ce qui est très important pour centres d'usinage CNC à grande vitesse. Mettre en danger l'opérateur. Le choix du système de porte-outil affectera également la répétabilité du changement d'outil automatique et la rigidité de coupe de l'outil. À l'heure actuelle, le système de porte-outils choisit généralement un système de porte-outils à serrage simple face conique 7:24.

5. Programmation CNC pour l'usinage à grande vitesse

La programmation CNC pour l'usinage à grande vitesse est différente de la programmation CNC pour l'usinage ordinaire. Dans l'usinage à grande vitesse, en raison de la vitesse d'avance et de la vitesse de traitement rapides, le programmeur doit être capable de prévoir comment l'outil de coupe coupe la pièce. Outre l'utilisation d'une petite avance et d'une faible profondeur de coupe pendant l'usinage, il est également très important d'éviter les changements brusques dans le sens d'usinage lors de la programmation des codes CN, car des changements soudains dans le sens de l'avance réduiront non seulement la vitesse de coupe, mais peuvent également un phénomène de "rampage" se produit, ce qui réduira la qualité de la surface traitée, et même provoquera une surcoupe ou des résidus, des dommages à l'outil et même des dommages à la broche. En particulier dans le processus de traitement des contours tridimensionnels, le profil complexe ou la partie d'angle est traité séparément. Il est avantageux de traiter toutes les surfaces à la fois plutôt que d'utiliser la méthode de traitement "Zigzag", la méthode en ligne droite ou d'autres méthodes de traitement générales.

Pendant l'usinage à grande vitesse, il est recommandé que l'outil coupe lentement dans la pièce et essaie d'éviter que l'outil ne coupe à nouveau dans la pièce après la découpe. Par conséquent, il est préférable d'entrer lentement d'une couche de coupe dans une autre couche de coupe que d'entrer brusquement après la découpe. Deuxièmement, gardez-en le plus possible. Paramètres de coupe stables, y compris le maintien de la cohérence de l'épaisseur de coupe, de la vitesse d'avance et de la vitesse linéaire de coupe, lors d'une certaine augmentation de la profondeur de coupe, la vitesse d'alimentation doit être réduite car les changements de charge entraîneront une déviation de l'outil, réduisant ainsi la précision d'usinage, la surface qualité et raccourcir la durée de vie de l'outil.

Par conséquent, dans de nombreux cas, il est nécessaire de pré-traiter certaines parties complexes du contour de travail afin que les outils de petit diamètre de finition à grande vitesse ne soient pas laissés pour compte par les outils de plus grand diamètre utilisés dans le processus précédent. « Cela entraîne une augmentation soudaine de la charge de coupe. À l'heure actuelle, certains logiciels de FAO ont la fonction de « traiter l'analyse des résidus ». Cette fonction permet au système FAO de connaître avec précision l'emplacement des résidus d'usinage après chaque coupe. C'est la clé pour maintenir la charge de l'outil constante, et cette clé est importante pour l'usinage à grande vitesse. Une réalisation réussie est également cruciale.

En bref, plus le parcours de l'outil est simple, mieux c'est. De cette façon, le processus d'usinage est possible d'atteindre la vitesse d'avance maximale sans avoir à ralentir en raison des grappes denses de points de données et des changements soudains dans la direction d'usinage. Dans le chemin de coupe "Zigzag", l'utilisation d'un "arc" (ou d'un segment de ligne en forme d'arc similaire) pour connecter deux segments de ligne droite adjacents aidera à réduire la fréquence des appels fréquents et des conversions de programmes d'accélération/décélération.

Dans l'usinage à grande vitesse, la fonction de rétention automatique de surcoupe (résiduelle) du système CAM est indispensable en termes de précision d'usinage et de sécurité d'usinage. Parce que les dommages de surcoupe (résiduels) à la pièce sont irréparables. L'endommagement de l'outil est également catastrophique, ce qui nécessite l'établissement d'un modèle numérique précis et continu de la surface géométrique usinée et d'un algorithme efficace de génération de trajectoire d'outil pour assurer l'intégrité du contour d'usinage. Deuxièmement, la capacité du système FAO à vérifier la trajectoire de l'outil est également très importante. D'une part, il permet au programmeur de vérifier l'exactitude du programme avant d'envoyer le code de traitement à l'atelier. D'autre part, il peut également optimiser le programme. Le chemin de traitement ajuste automatiquement la vitesse d'alimentation pour toujours maintenir la vitesse d'alimentation maximale de sécurité.