Qu'est-ce que l'usinage CNC ? Tout sur l'usinage CNC

L'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC) est devenu de plus en plus courant dans la fabrication. La technologie CNC fournit un moyen automatisé universel pour produire des pièces de haute qualité. La haute précision et la répétabilité fournies par le processus d'usinage CNC en font un outil idéal pour la plupart des fabricants. Comme ils deviennent de plus en plus populaires, de nos jours, il est facile de trouver plusieurs ateliers de traitement spécialisés dans différents services d'usinage CNC.
Cet article se concentre sur certaines connaissances de base sur les services, les avantages et les applications d'usinage CNC.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

L'usinage CNC est un terme couramment utilisé dans la fabrication et les applications industrielles, mais que signifie exactement l'abréviation de CNC ? ?

Le terme CNC signifie « commande numérique par ordinateur », et l'usinage CNC est défini comme un processus de fabrication soustractif, utilisant généralement une commande par ordinateur et des machines-outils pour retirer la couche de matériau de la pièce et produire des pièces conçues sur mesure. Différents modes de traitement, plaquettes et arbres peuvent être utilisés dans le tournage, le fraisage et d'autres processus pour obtenir les meilleurs résultats. Ce processus convient à divers matériaux, notamment le métal, le plastique, le bois, le verre, la mousse et les matériaux composites, et est utilisé dans diverses industries, telles que l'usinage CNC à grande échelle et l'usinage CNC de pièces aérospatiales.

La nature automatisée de l'usinage CNC permet la production de pièces simples de haute précision et de haute précision et la rentabilité lors de la réalisation de séries de production uniques et moyennes. L'usinage CNC utilise le contrôle par ordinateur pour gérer l'ensemble du processus d'usinage du début à la fin, et enfin la production Produisez des pièces de précision constantes. L'usinage CNC est particulièrement avantageux en raison de ses capacités d'automatisation. L'automatisation permet à la machine de fonctionner de manière autonome, réduisant ainsi le travail manuel et produisant des pièces précises.

Aperçu du processus d'usinage CNC

Toutes les opérations d'usinage CNC partent du modèle CAO de la pièce. Le programme CAM lit le fichier généré et le convertit en une série d'instructions de codage que l'équipement de traitement peut suivre. Le principal avantage de l'utilisation de ces processus est qu'une fois le document approuvé, il n'y a presque aucune intervention humaine (le cas échéant). Au lieu de cela, des commandes informatisées surveillent et guident le mouvement de la machine, minimisant ainsi les erreurs potentielles et obtenant des résultats extrêmement cohérents.

Différents équipements d'usinage CNC peuvent gérer différents outils, fonctions et opérations. Le processus d'usinage CNC comprend généralement les étapes suivantes :

1. Concevoir un modèle CAO

Le processus d'usinage CNC commence en interne ou est créé par une société de services de conception CAO/FAO pour créer une conception CAO vectorielle 2D ou 3D de pièce solide. Un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) permet aux concepteurs et aux fabricants de générer des modèles ou des rendus de leurs pièces et produits, y compris des informations détaillées telles que la géométrie, les dimensions et d'autres spécifications techniques des pièces.

Une fois la conception CAO terminée, le concepteur l'exporte dans un format de fichier compatible CNC, tel que STEP ou IGES.

2. Convertir des fichiers CAO en programmes CNC

Une fois la conception terminée, convertissez les spécifications de conception en une direction que la machine CNC peut suivre. Les fichiers CAO sont exécutés via un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Ces programmes créeront des codes de programmation, que la machine CNC utilisera pour orienter l'outil pendant l'usinage. Le logiciel extrait également des informations sur la géométrie de la pièce, que l'opérateur peut utiliser pour s'assurer que la pièce initiale a la taille et l'orientation correctes.

Ces jeux d'instructions compatibles CNC sont généralement l'un des deux types de fichiers suivants :STEP ou IGES. Ils comprennent le code G et le code M. Les codes à usage général ou géométriques les plus célèbres du langage de programmation CNC (appelés codes G) contrôlent quand, où et comment la machine-outil se déplace (par exemple, quand elle est allumée ou éteinte, et à quelle vitesse elle se déplace vers la machine outil). L'emplacement spécifique sur la pièce, le chemin à suivre, etc. Divers codes de fonction (appelés codes M) contrôlent les fonctions auxiliaires de la machine, telles que le retrait et le remplacement automatiques des capots de la machine au début et à la fin de la production.

Après avoir généré le programme CNC, l'opérateur le charge sur la machine-outil CNC.

3. Préparer des machines-outils CNC

Par rapport à la fabrication automatisée, les opérations manuelles jouent un rôle beaucoup plus petit dans la fabrication automatisée, mais elles gèrent toujours des opérations importantes que les machines ne peuvent pas gérer.

Y compris le chargement du fichier de programme CNC dans la machine-outil, la fixation de la pièce directement sur la machine, sur la broche mécanique, ou sur l'étau ou un dispositif de fixation de pièce similaire, et connecter les outils requis (tels que les forets et les fraises en bout) au composants appropriés de la machine pour vérifier la zone de travail, la machine et la pièce.

4. Effectuer des opérations de traitement

Après avoir préparé l'équipement et démarré le programme, il soumet les commandes de la machine indiquant l'action et le mouvement de l'outil à l'ordinateur intégré de la machine. L'ordinateur exploite et manipule la machine-outil, et l'équipement d'usinage CNC exécutera les étapes et effectuera les opérations de traitement sur la pièce. Le programme guide la machine tout au long du processus tout en effectuant les opérations de machine nécessaires pour produire des pièces ou des produits personnalisés sans autre intervention de l'opérateur. Après avoir suivi les instructions, les pièces peuvent continuer le processus de finition et d'emballage.

Types d'opérations d'usinage CNC

Voici quelques techniques de traitement couramment utilisées. Chacun de ces processus joue un rôle clé dans la fabrication de la pièce et l'amélioration de ses performances uniques.

Tournage CNC

Pendant le tournage, la pièce est tournée et l'outil de coupe est placé sur un curseur mobile et introduit dans la pièce pour retirer le matériau du motif souhaité. Le curseur peut faire pivoter la longueur de la pièce de haut en bas.

De même, il peut s'éloigner ou se rapprocher de la ligne médiane. Cette opération est très appropriée pour enlever rapidement de grandes quantités de matière.

Les tours sont des équipements de tournage couramment utilisés pour réaliser des formes concentriques sur la circonférence extérieure de pièces circulaires. Le tour peut réaliser des rainures, des rainures annulaires, des épaulements étagés, des filetages internes et externes, des cylindres et des arbres - de nombreuses caractéristiques rondes ou rondes. Ils peuvent également produire une finition de surface lisse et uniforme caractéristique.

Fraisage CNC

La différence fondamentale entre le fraisage et le tournage est que la pièce reste immobile et que l'outil de coupe tourne sur la broche. Généralement, la pièce est fixée horizontalement dans un étau, qui est installé sur une table de travail qui se déplace dans les directions X et Y. L'arbre principal est équipé de divers outils de coupe et peut se déplacer sur les axes X, Y et Z.

(Plus d'informations sur le fraisage CNC sur Qu'est-ce que le fraisage CNC ? )

Le fraisage comprend deux méthodes :le fraisage périphérique et le surfaçage. Le fraisage périphérique peut couper des rainures profondes et le surfaçage peut couper le plan de la pièce. Le fraisage peut être utilisé comme processus auxiliaire pour les pièces usinées. Les fraises sont utilisées pour créer des carrés/plats, des encoches, des chanfreins, des rainures, des contours, des rainures de clavette et d'autres caractéristiques qui dépendent de l'angle de coupe précis.

Bien que le laminoir puisse également percer, il est efficace pour éliminer les ébauches de pièces plus complexes et asymétriques.
Comme pour toutes les opérations de traitement des métaux, utilisez un liquide de coupe pour refroidir la pièce et les outils de coupe, lubrifier et laver les particules métalliques.

Comme les centres de tournage, les fraiseuses capables d'effectuer une série d'opérations sur des pièces sans intervention de l'opérateur sont courantes, souvent appelées centres d'usinage verticaux ou horizontaux. Ils sont toujours basés sur CNC. Le fraisage et le tournage sont conjointement responsables de la plupart des opérations de la machine CNC.

Meulage de surface

De nombreuses applications nécessitent des surfaces très planes de pièces métalliques. La meilleure façon de rendre cette surface précise est d'utiliser une meuleuse. La rectifieuse plane va et vient sur la table de travail tout en alimentant la pièce dans la meule. La profondeur de coupe de la meule est généralement comprise entre 0,00025 et 0,001 pouce. La meuleuse cylindrique fixe la pièce au centre et tourne, tout en appliquant la périphérie extérieure de la meule rotative.

La rectification sans centre est utilisée pour la production en série de petites pièces dont la rectification n'est liée à aucune autre surface que l'ensemble.

Le meulage est utilisé pour enlever de petites quantités de matière de formes plates et cylindriques. Selon le matériau à broyer, différents types d'abrasifs sont utilisés. La chaleur et les contraintes mécaniques pendant le processus de meulage peuvent affecter négativement la pièce, de sorte que la vitesse et la température de l'outil doivent être soigneusement contrôlées.

GED

L'usinage par décharge électrique, également appelé érosion par étincelle, utilise une décharge électrique pour effectuer les coupes requises sur la pièce. L'EDM peut être utilisé avec des pièces en matériaux conducteurs. Cela utilise des étincelles transmises de l'électrode à la surface de la pièce conductrice à travers le fluide diélectrique. Grâce à cette méthode, des caractéristiques très fines peuvent être traitées, y compris des trous de petit diamètre, des cavités de moule, etc., sans nécessiter de traitement thermique pour les adoucir.

Avantages de l'usinage CNC

Par rapport aux méthodes de fabrication traditionnelles, l'usinage CNC présente de nombreux avantages. De nombreux fabricants préfèrent la technologie d'usinage CNC. Les avantages de l'usinage CNC sont les suivants :

Plus de précision et d'exactitude

La machine CNC peut reproduire les mêmes pièces des milliers de fois, et chaque pièce a la même taille que la pièce précédente. De plus, l'usinage CNC utilise des opérations de programmation très détaillées par rapport aux méthodes d'usinage manuelles. La machine suit ces instructions et n'autorise aucune modification inutile ou erreur humaine. Les pièces seront de haute qualité, précises et identiques. L'usinage CNC peut également produire des pièces aux conceptions complexes.

Productivité accrue

Le processus d'usinage CNC permet également de gagner beaucoup de temps et d'améliorer l'efficacité de la production. Pour les équipements d'usinage traditionnels, l'opérateur doit configurer et régler manuellement la machine pour chaque opération. Au contraire, les équipements d'usinage CNC peuvent apporter les modifications nécessaires en ajustant simplement le code informatique. Les équipements avec usinage CNC peuvent produire des pièces 24h/24 et 7j/7. La machine peut fonctionner en continu avec peu d'intervention manuelle.

Plus grande polyvalence

Les opérations d'usinage CNC conviennent à de multiples conceptions de métaux, de polymères et d'autres matériaux. La disponibilité de fraiseuses CNC verticales et horizontales et de centres de fraisage CNC multi-axes offre une excellente polyvalence. Ils peuvent gérer avec précision des projets de complexité et de paramètres variés. Cette polyvalence le rend adapté à la fabrication de nombreuses pièces et produits différents

Haute cohérence

Une fois le fichier maître du dessin créé, vous pouvez l'utiliser pour créer un nombre illimité de copies, toutes les copies sont de la même qualité, sans aucune déviation, et chaque partie correspondra parfaitement à la version précédente.

Industries et application de l'usinage CNC

L'usinage CNC a été appliqué dans de nombreuses industries. C'est un choix idéal, en particulier pour les industries qui nécessitent des pièces de haute précision.

Dans l'industrie médicale :

Produire un grand nombre de pièces de précision standard et d'équipements personnalisés pour le traitement des patients. L'industrie médicale s'appuie sur des produits personnalisés pour répondre aux nombreux besoins de ses patients. Les pièces de cette industrie nécessitent une grande précision pour garantir que chaque composant a les dimensions exactes requises. Les pièces qui peuvent être assemblées doivent avoir la plus petite marge d'erreur pour éviter les erreurs de diagnostic médical et les défaillances des pièces.

Dans l'industrie aérospatiale :

Fabriquez des composants précis et à tolérance serrée avec des conceptions complexes et complexes pour les avions. L'usinage CNC dans l'industrie aérospatiale doit répondre à ces exigences de haute précision. En utilisant l'usinage CNC pour créer des pièces, l'industrie aérospatiale a obtenu les pièces personnalisées requises avec des exigences de tolérance extrêmement élevées.

Dans l'industrie du transport :

Étant donné que les machines CNC peuvent utiliser une variété de matériaux pour fabriquer des pièces, tout, des freins aux pièces de moteur et même aux outils, sont des produits que ces machines peuvent fabriquer. L'industrie du transport peut avoir besoin de pièces fabriquées à la machine CNC, y compris des pièces utilisées dans ses différents véhicules, des pièces pour tester et prototyper des équipements et des systèmes plus avancés.

Dans l'industrie électronique :

Bien que l'usinage puisse produire de grandes pièces, il est également excellent pour concevoir de petites pièces (telles que celles utilisées dans l'industrie électronique). Plus la pièce est petite, plus la tolérance est serrée. En ce qui concerne les composants électroniques et électriques, il y a peu de place à l'erreur dans le processus de micro-usinage. Confier les tâches de coupe et de contrôle des outils à un ordinateur peut augmenter la précision possible à un niveau que les humains ne peuvent pas atteindre. L'industrie électronique a grandement bénéficié de l'excellente précision des pièces usinées CNC.

Dans l'industrie pétrolière et gazière :

Afin de fabriquer de grosses machines pour les raffineries de pétrole et les plates-formes de forage, l'industrie pétrochimique a besoin de pièces de précision bien assemblées. Les opérations CNC peuvent produire des pièces grandes ou petites pour l'industrie, ainsi que les composants nécessaires aux engrenages électroniques qui sont de plus en plus utilisés dans l'industrie.

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