Usinage CNC :3 axes VS 4 axes VS 5 axes

Le fraisage est une technologie importante utilisée dans l'usinage de précision CNC , avec des applications dans les pièces médicales, aérospatiales, optiques et mécaniques. Le fraisage utilise des outils rotatifs pour enlever la matière de la pièce en alimentant la pièce à un angle par rapport à l'axe de l'outil. Les instructions sont saisies dans la machine-outil CNC via des fichiers CAO et converties en un ensemble d'instructions de séquence précises. Les machines-outils à commande numérique utilisent ces commandes de programmation pour fonctionner automatiquement sans avoir besoin d'un opérateur physique. Les fabricants ont obtenu de nombreux avantages grâce à l'application de l'usinage CNC, tels que la réduction des coûts, l'augmentation de la vitesse, l'amélioration de la précision et l'augmentation de la productivité.

L'axe de la fraiseuse détermine le type de pièce et la position qui peut être complétée sur la pièce. Ces machines ont au moins 3 axes et fonctionnent selon le plan XYZ :axe X (vertical), axe Y (horizontal) et axe Z (profondeur). Le 4ème axe représente l'axe A (rotation autour de l'axe X), et le 5ème axe représente l'axe B (rotation autour de l'axe Y).

Ici, nous examinons les différences entre l'usinage 3 axes, 4 axes et 5 axes et les types et avantages de leurs pièces applicables.

Qu'est-ce que l'usinage 3 axes ?

L'usinage 3 axes est un processus de fraisage effectué sur les axes X et Y, ce qui signifie que la pièce reste dans la même position, tandis que l'outil de coupe fonctionne le long du plan XYZ pour couper le matériau. Étant donné que l'usinage 3 axes ne peut être effectué que sur 3 axes, il est relativement simple et peut enlever de la matière de l'arrière vers l'avant, d'un côté à l'autre et de haut en bas sur ces 3 axes. Cela convient aux pièces qui ne nécessitent pas beaucoup de profondeur et de détails. L'usinage trois axes est le plus couramment utilisé pour produire des pièces mécaniques et convient le mieux pour :

• Fonctionnement automatique/interactif
• Fraisage de rainures
• Perçage
• Coupez les arêtes vives

Bien que l'usinage trois axes soit le processus le plus basique, selon l'échelle de production, les exigences de la pièce, les contraintes de précision et de finition, les matériaux utilisés et les capacités de serrage, l'usinage trois axes peut être le choix idéal pour votre projet d'usinage.

Le fraisage 3 axes peut produire les mêmes produits que les fraiseuses 4 axes et 5 axes, mais les fraiseuses 3 axes ne peuvent pas fournir le même niveau de détail ou d'efficacité. Le 3 axes peut couper un seul élément pendant le fonctionnement, mais il ne peut pas égaler le travail 5 axes en termes de qualité ou de rentabilité.

Qu'est-ce que l'usinage 4 axes ?

Le fraisage 4 axes implique le même processus que l'usinage 3 axes, où un outil de coupe est utilisé pour enlever matériau de la pièce pour créer la forme et le contour souhaités. Cependant, dans l'usinage à quatre axes, le fraisage est effectué sur l'axe supplémentaire. Une machine-outil CNC à 4 axes fonctionne sur les axes X, Y et Z comme une machine-outil à 3 axes, mais elle inclut également une rotation autour de l'axe X (appelé axe A). Il s'agit du 4ème axe ajouté lors de notre processus d'usinage. Dans la plupart des cas, la pièce tournera pour permettre la coupe autour de l'axe B.

Le fraisage 4 axes est utile lorsque des trous et des coupes doivent être réalisés sur le côté de la pièce ou autour du cylindre. Ils peuvent fournir un travail rapide et efficace basé sur une entrée numérique informatique pour obtenir des résultats précis. Peut être utilisé dans plusieurs industries, y compris l'industrie, la recherche technologique, l'enseignement, la construction de prototypes de passe-temps, la conception publicitaire, la création artistique, la création d'équipements médicaux, etc.

Le quatrième axe supplémentaire (axe A) peut tourner automatiquement la pièce à usiner, de sorte que la machine peut retirer de la matière des deux côtés. L'usinage quatre axes est polyvalent et peut être utilisé pour :

• Coupe intermittente
• Coupe continue
• Surface sculptée

Qu'est-ce que l'usinage 5 axes ?

L'usinage 5 axes signifie que la pièce peut être commandée automatiquement depuis cinq côtés à la fois. En plus du mouvement automatique le long des axes X, Y et Z, les machines-outils CNC à 5 axes peuvent également sélectionner deux des trois axes de rotation (A, B, C) à utiliser. Les axes A, B et C effectuent une rotation de 180° autour des axes X, Y et Z respectivement. Ce type d'usinage est utilisé dans les industries automobile, aéronautique et nautique. Généralement très approprié pour les composants extrêmement complexes qui sont solides et doivent être coulés.

L'usinage 5 axes nécessite un temps de préparation plus long pour la programmation CNC pour s'adapter aux mouvements rotatifs complexes, mais permet d'usiner les cinq côtés d'une pièce en une seule opération. Cette rotation multidimensionnelle et le mouvement de l'outil font de l'axe B dans la production de la pièce avec une précision, une finition et une vitesse inégalées. Capable de créer des pièces précises et complexes pour les os artificiels, les produits aérospatiaux, les pièces en titane, les pièces de machines pétrolières et gazières, les moules automobiles, les produits médicaux, de construction et militaires.

Ne confondez pas le fraisage indexé 5 axes avec le véritable usinage 5 axes. L'usinage d'indexation à cinq axes est également appelé usinage 3 + 2, qui ne peut pas maintenir un contact continu entre l'outil de coupe et la pièce sur tous les axes de rotation. L'usinage réel à 5 ​​axes utilise simultanément les trois axes linéaires (X, Y et Z) et les deux axes rotatifs (A et B) de la machine-outil, ce qui entraîne un usinage de surface de contour plus complexe.

L'indexation à 5 axes convient parfaitement aux pièces qui ne nécessitent pas un contrôle extrême des contours, telles que les fixations, les fixations, les boîtiers et autres composants souvent utilisés dans la fabrication. Si vous avez besoin de créer une conception avec d'excellentes fonctionnalités, le véritable usinage 5 axes peut être votre meilleur choix.

Configuration pour usinage 5 axes

Il existe deux configurations principales pour une machine-outil à cinq axes :
Type rotatif rotatif :ces machines utilisent l'arbre rotatif en faisant tourner l'arbre principal. Ce style est idéal pour traiter des pièces plus lourdes car l'établi est toujours de niveau.

Type de tourillon :la machine de type tourillon dispose d'une table de travail mobile, ce qui est très utile pour traiter de gros volumes, car la broche ne prend pas de place.

Le type spécifique de machine utilisé dépend de divers facteurs de votre travail, notamment le poids des pièces et le nombre de produits finis.

Avantages de l'usinage 5 axes :

Réduire le temps de traitement

Dans l'usinage à cinq axes, la fraise en bout à fond plat est utilisée pour maintenir un état vertical pour la surface de traitement du moule complexe, ce qui peut réduire considérablement le temps de traitement. Le principe du centre d'usinage à cinq axes convient également au fraisage latéral avec des surfaces inclinées, ce qui peut éliminer les textures en forme de nervure causées par le fraisage en bout de boule, ce qui rend la qualité de surface du moule plus idéale et réduit le besoin de nettoyer le moule. surface La charge de travail du fraisage manuel et du travail manuel.

Conception complexe

Le mouvement supplémentaire disponible dans l'usinage 5 axes vous permet d'obtenir des formes et des conceptions complexes. Avec une machine-outil à cinq axes, vous pouvez accéder à des angles et des arcs d'usinage qui n'étaient auparavant possibles qu'avec plusieurs réglages et d'innombrables montages spéciaux. En fin de compte, l'usinage à cinq axes élimine le besoin de créer des montages complexes, car vous pouvez fixer la pièce à la fois et la faire pivoter en une seule opération pour obtenir la géométrie souhaitée.

Améliorer la précision d'usinage

Grâce à la technologie d'usinage à cinq axes, le problème selon lequel la pièce doit être repositionnée à un angle complexe et doit être débogué plusieurs fois est résolu, ce qui non seulement raccourcit le temps, mais réduit également considérablement l'erreur générée. Le montage d'outillage requis lors de l'installation de la pièce La grande quantité de coûts a également été économisée et la machine-outil a également réalisé le traitement de pièces complexes, telles que le perçage, le traitement conique et les cavités requises pour les surfaces complexes, qui ne sont pas possible avec les méthodes traditionnelles.

Enlèvement de matériau plus rapide

Dans l'usinage 5 axes, l'outil de coupe reste tangent à la surface de coupe, ce qui raccourcit le temps de cycle, ce qui permet de réduire les coûts car vous devez enlever plus de matière à chaque fois que vous coupez l'outil.

Meilleure finition de surface

Les quatrième et cinquième axes peuvent vous aider à orienter la pièce et à rapprocher la pièce de l'outil de coupe, vous permettant d'utiliser un outil de coupe plus court qui n'est pas sensible aux vibrations à des vitesses de coupe extrêmement élevées, vous aidant ainsi à obtenir une meilleure finition de surface.

Haute Productivité

Le centre d'usinage à cinq axes peut réduire efficacement le temps d'usinage et le temps auxiliaire des pièces. Le centre d'usinage à liaison à cinq axes dispose d'une large gamme de vitesses et d'avances de broche, permettant à la machine-outil d'effectuer une coupe puissante avec une grande quantité de coupe. Le centre d'usinage à liaison à cinq axes entre actuellement dans l'ère de l'usinage à grande vitesse, le mouvement et le positionnement rapides des pièces mobiles du centre d'usinage à cinq axes et le traitement de coupe à grande vitesse ont réduit le délai d'exécution entre les produits semi-finis et une efficacité de production améliorée.

Bien que les avantages de cinq axes par rapport à 4 axes et 3 axes soient très importants, tous les produits ne conviennent pas au traitement à cinq axes, et ceux adaptés au traitement à trois axes ne conviennent pas nécessairement au traitement à cinq axes. Si vous utilisez des produits pouvant être traités par trois axes, l'usinage à cinq axes augmentera non seulement le coût, mais l'effet n'est pas nécessairement bon. Ce n'est qu'en prenant des dispositions raisonnables et en formulant des machines-outils adaptées au produit que la valeur de la machine elle-même peut être mise en jeu.

Si vous ne savez pas quelle méthode convient à votre projet, veuillez nous envoyer les informations et notre équipe technique professionnelle vous proposera la solution la plus professionnelle et la plus appropriée.