Usinage CNC 3 axes vs 5 axes : Lequel convient à votre projet ?

L'équipe produit a de nombreuses options pour l'usinage multi-axes, de 3 axes à 5 axes et même 9 axes. Quelles sont les différences entre chaque type ? Dans cet article, nous analyserons les principales similitudes et différences entre deux types populaires d'usinage CNC (3 axes et 5 axes) et expliquerons quand il pourrait être plus judicieux d'utiliser l'un ou l'autre.

Qu'est-ce que l'usinage CNC 3 axes ?

Après que l'opérateur a entré les instructions de fraisage dans l'ordinateur, la machine-outil CNC à trois axes accomplira la tâche automatiquement, en utilisant l'outil pour couper le long de 3 axes – X, Y, Z, ou de gauche à droite, d'avant en arrière, et de haut en bas. Le fraisage CNC et le tournage CNC appartiennent à la catégorie de l'usinage 3 axes. Cependant, leur fonction est légèrement différente.

Le fraisage 3 axes a été développé à partir de la pratique des limes rotatives. C'est un processus de fraisage effectué sur les axes X et Y. Dans l'usinage 3 axes, la pièce reste stationnaire tandis que l'outil se déplace le long de 3 axes pour fraiser la pièce. L'usinage 3 axes reste l'une des techniques les plus largement utilisées pour la fabrication de pièces mécaniques pour des opérations automatisées/interactives, le fraisage de rainures, le perçage et la coupe de bords vifs. Comme l'usinage 3 axes n'est effectué que sur 3 axes, il est relativement simple et peut enlever de la matière sur 3 axes : avant, arrière, gauche, droite, haut et bas. Bien que ce soit le processus de tour CNC le plus basique, selon l'échelle de production et les exigences de la pièce.

En revanche, dans le tournage CNC, la pièce est fixée à une broche rotative, et le tour traite la pièce. Lorsque la broche maintient la pièce en rotation, le foret central ou l'outil de coupe suit la circonférence intérieure et extérieure de l'ensemble ou crée des trous le long de l'axe central. Comparé aux fraiseuses CNC, les machines de tournage CNC produisent des pièces plus rapidement et à des coûts unitaires plus bas, ce qui est propice à la production de masse.

Qu'est-ce que l'usinage CNC 5 axes ?

Une machine-outil 5 axes repose sur un outil qui se déplace dans 5 directions différentes – X, Y, Z, et A et B autour desquels l'outil tourne. L'utilisation d'une machine CNC 5 axes permet à l'opérateur d'approcher une pièce sous tous les angles en une seule opération, éliminant le besoin de repositionner manuellement la pièce entre les opérations. L'usinage CNC 5 axes fait gagner du temps et est idéal pour la fabrication de pièces complexes et de précision, comme celles trouvées dans les industries médicale, pétrolière et gazière, et aérospatiale. Il existe plusieurs types de machines-outils 5 axes que les équipes produit devraient connaître, y compris les machines CNC 5 axes indexées, les machines CNC 5 axes continues et les centres d'usinage de fraisage CNC.

Comme avec le fraisage CNC 3 axes, l'outil se déplace le long de seulement 3 axes dans l'usinage CNC 5 axes indexé et ne maintient pas un contact continu avec la pièce. Cependant, la table de travail et la tête de coupe peuvent être rotatives automatiquement dans les deux directions. L'usinage 5 axes indexé est excellent pour la fabrication de boîtiers, de pinces et de fixations. Il se situe entre le fraisage CNC 3 axes et l'usinage CNC 5 axes continu en termes de vitesse, de précision et de capacité à gérer des formes géométriques complexes.

Dans l'usinage CNC 5 axes continu, l'outil et la pièce peuvent tourner et se déplacer simultanément pendant l'opération, ce qui fait gagner du temps et permet aux opérateurs de créer des formes géométriques complexes avec des surfaces organiques. L'usinage CNC 5 axes continu offre une finition de surface améliorée, une vitesse et une stabilité dimensionnelle, mais il a le coût le plus élevé par pièce.

Comparaison entre 5 axes et 3 axes

La précision des machines-outils CNC 5 axes est supérieure à celle des machines-outils CNC 3 axes, ce qui est complètement une hypothèse. Il est tout à fait possible que des machines-outils 3 axes haut de gamme soient plusieurs niveaux supérieures aux machines-outils 5 axes ordinaires en termes de précision de fabrication. Avec l'inclusion des 3 axes linéaires X/Y/Z des machines-outils 3 axes, la structure est relativement simple. Lorsque le centre d'usinage 3 axes usine, la direction de l'axe de l'outil ne changera pas, le mode de mouvement est également limité, et la programmation est relativement simple.

Le « pendulaire » mentionné dans la figure signifie qu'il y a un axe de rotation qui n'est pas perpendiculaire aux 3 axes linéaires, ce qui est relativement rare. Sa relation de mouvement est plus compliquée, mais la structure est relativement compacte, et la rigidité dynamique et statique est bonne.

Les principaux avantages de l'usinage 5 axes

• Moins de temps pour le changement de serrages

En raison de l'existence des deux axes de rotation de la machine-outil 5 axes, l'outil peut approcher la pièce sous n'importe quelle direction, et toutes les surfaces sauf la surface de montage peuvent être traitées en un seul serrage. « Réduire le nombre de serrages » peut tuer deux oiseaux d'un seul coup pour la poursuite de l'usinage à haute efficacité et haute précision. D'une part, réduire le nombre de serrages peut faire gagner du temps, réduire l'intensité de travail des ouvriers et améliorer l'efficacité d'usinage.

• Maintenir le meilleur état de coupe de l'outil et améliorer les conditions d'usinage

Grâce à la fonction de la machine-outil 5 axes, l'outil peut approcher la pièce sous n'importe quelle direction, permettant à l'outil de couper la pièce sous l'angle le plus approprié. Cela peut également améliorer l'efficacité et la qualité d'usinage.

• Éviter efficacement les interférences

En raison de l'existence de deux axes de rotation de la machine-outil 5 axes, l'outil peut approcher la pièce sous n'importe quelle direction, rendant le chemin d'usinage flexible et changeant. Il peut éviter efficacement les problèmes d'interférence pendant le traitement. Il a raccourci le cycle de développement. C'est aussi l'effet naturel obtenu après l'amélioration de la qualité et de l'efficacité.

Conclusion

En un mot, la principale différence entre le 3 axes et le 5 axes se reflète principalement dans la capacité de traitement. Une machine 5 axes peut faire le travail d'une machine 3 axes, mais pas l'inverse. Cela montre que l'existence de deux axes rotatifs confère à la machine-outil 5 axes des capacités de traitement plus fortes.

Bien que les deux soient des processus de production hautement polyvalents, automatisés et reproductibles qui vous permettront de créer rapidement et rentablement des composants précis, cependant, vous pouvez choisir d'utiliser l'un ou l'autre pour diverses raisons.

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