Machines tour-fraise : libérer une productivité maximale

On s'interroge souvent sur l'usinage à outil tournant sur un tour ou une fraiseuse, communément appelé dans l'industrie. Même les personnes ayant un background en tournage CNC sont parfois confuses, surtout sur le domaine des outils et quand un axe Y additionnel est nécessaire.

Les tours-fraise vont des tours 3 axes plus simples (XZ&C), où la broche devient un angle contrôlable indépendamment pour des opérations de fraisage, aux machines 6 axes plus avancées, incluant axe Y linéaire, axe W et sous-broche programmable ultrasonique ou sous-broche.

Sur machines à broches auxiliaires, l'axe W positionne la broche auxiliaire pour l'usinage. Cet article aborde les bases de l'usinage à outil motorisé et l'application de l'axe Y optionnel sur les machines tour-fraise, en faisant une force puissante dans les machines-outils CNC.

Quelle est la structure d'une machine tour-fraise ?

Un mystère courant : quand l'axe Y est-il nécessaire et quand des caractéristiques spécifiques peuvent-elles être usinées sur une machine 3 axes plus simple avec seulement l'axe C ? L'axe Y n'est nécessaire que lorsque l'outil doit être écarté de la ligne centrale de la pièce.

Même dans la plupart des cas, il suffit d'usiner des caractéristiques sur la circonférence de la pièce... Les caractéristiques sur la surface de la pièce sont généralement dans la plupart des cas. Dans ce cas, utilisez simplement l'axe C. L'axe Y est installé selon un design « coin » à angle étroit, mais même sur machines avec cette configuration, l'axe Y se déplace toujours perpendiculairement à l'axe X.

Quels sont les avantages des machines tour-fraise ?

Généralement, les machines tour-fraise ont deux composants clés : la broche et le servomoteur. Le mouvement de rotation et d'avance de la broche peuvent être liés, et la tourelle du tour CNC est une fonction additionnelle de la fraiseuse électrique. Comparées aux tours et fraiseuses CNC séparés, les tours-fraise offrent :

Productivité accrue & temps de production raccourci
Le centre d'usinage tour-fraise CNC peut installer une variété d'outils, réduire le temps de changement, améliorer l'efficacité, et réaliser toutes ou la plupart des opérations en une seule fois, raccourcissant considérablement la chaîne de fabrication. Cela réduit le temps auxiliaire dû au changement de dispositif, ainsi que le cycle de fabrication et le temps d'attente du dispositif, améliorant grandement l'efficacité.

Nombre de serrages réduit & précision accrue
Réduire le temps de chargement évite l'accumulation d'erreurs due à la conversion des données de positionnement. La plupart des équipements de tournage actuels ont une fonction de détection en ligne, permettant la détection sur site et le contrôle précis des données clés pendant la fabrication, améliorant la précision ; la conception de banc intégré haute résistance améliore la capacité d'usinage de matériaux difficiles à couper. En tour-fraise, l'outil coupe par intermittence, et la pièce de tout matériau produit des copeaux plus courts, facilitant l'évacuation automatique. De plus, la coupe intermittente donne à l'outil le temps de refroidir, réduisant la déformation thermique de la pièce et augmentant la durée de vie de l'outil. Comparées aux machines-outils CNC traditionnelles, les machines tour-fraise ont une vitesse plus élevée, une meilleure qualité de coupe, une force de coupe plus faible, une précision améliorée pour les tubes à parois minces et les arbres élancés, et une meilleure qualité de formage.

Usinage amélioré des grands composants
La vitesse de coupe peut être divisée en vitesse de rotation de la pièce et de l'outil. Selon les caractéristiques mécaniques, le même effet peut être obtenu en augmentant la vitesse de l'outil et en réduisant celle de la pièce. Cette fonction est particulièrement efficace pour l'usinage de grands bruts de forge, car réduire la vitesse du brut élimine les vibrations ou coupes radiales causées par l'excentricité, et le changement périodique de force assure une coupe lisse et réduit l'excentricité.

Leur rotation détermine la vitesse de coupe en tournage et est liée aux limites de l'entraînement principal. Si l'entraînement ne permet pas aux objets massifs de tourner à la vitesse requise, la vitesse de coupe est loin de l'optimum, et la performance de tournage diminue. Le tour-fraisage offre un moyen efficace de surmonter ces difficultés.

Réflexions finales

En termes de productivité et précision, qu'est-ce qui fait des machines tour-fraise une vraie force ? D'abord, l'usinage de surfaces discontinues peut causer des interruptions de coupe. En tournage classique, cela cause des chocs indésirables, de mauvaises finitions et une usure précoce de l'outil.

En plus des fonctions de tour CNC, elle peut faire du fraisage de plan, perçage, taraudage, rainure droite, rainure hélicoïdale, fraisage de dent. Avec les fonctions combinées de tournage, fraisage, alésage, elle réalise un concept d'usinage complet en un seul serrage. C'est l'une des méthodes d'usinage à la croissance la plus rapide ces dernières années. En tour-fraisage, l'outil est une fraise, surtout pour la coupe intermittente avec charges périodiques. Les matériaux produisent des copeaux longs.

En tournage, la gestion des copeaux est très difficile, et il n'est pas facile de trouver la géométrie de rupture de copeau adaptée. La fraise utilisée en tour-fraisage génère des copeaux courts, améliorant grandement la gestion. Prenons l'usinage de zones excentriques de pièces tournantes comme vilebrequins ou arbres à cames. En tournage, la masse excentrique (ex. manetons, cames excentriques) cause des forces déséquilibrées nuisant à la performance. Tour-fraisage à basse vitesse prévient cet effet négatif.