Comprendre les tables rotatives 4e et 5e axes CNC : fonctions et avantages

Les tables rotatives CNC sont une alternative rentable pour les ateliers ne pouvant s'offrir des centres d'usinage multi-axes haut de gamme. Bien que moins polyvalentes et efficaces qu'un centre d'usinage CNC, une fraiseuse classique intégrant une table rotative peut réaliser des tâches bien plus complexes. Cet article couvre les connaissances de base des tables rotatives 4e et 5e axes CNC : fonctionnement et apports pour les ateliers.

Qu'est-ce qu'une table rotative ?

En essence, c'est un dispositif mécanique offrant un axe de rotation supplémentaire à une machine-outil. Conçue pour fonctionner avec une fraiseuse, elle permet des coupes plus complexes. Avec un axe de rotation, elle combine en quelque sorte une fraiseuse et un tour. Outre l'axe supplémentaire, les tables rotatives servent aussi aux tâches d'indexation et de positionnement.

Du manuel au CNC

Inventées au début du 20e siècle, leur construction n'a guère changé sauf l'entraînement. D'abord des chaînes, puis dès 1918 des mécanismes à arbre. Avec l'avancée des machines motorisées et du contrôle informatique, modèles NC et CNC sont arrivés fin 20e siècle. Les commandes CNC ont facilité le positionnement et l'indexation de précision.

Avantages du CNC

Le principal avantage est la précision d'indexation. Autrefois, une précision millimétrique suffisait pour l'usinage général car les tolérances n'étaient pas élevées. Aujourd'hui, équipements médicaux, militaires, composants automobiles exigent une précision supérieure. C'est pourquoi les tables CNC à précision micrométrique prévalent dans l'industrie.

Qu'est-ce que le 4e axe ?

Les tables rotatives CNC standards sont aussi appelées 4e axe ou tables rotatives 4 axes. Le 4e axe désigne l'axe de rotation, leur caractéristique la plus importante. Il met à niveau une machine-outil existante avec dimensions x, y, z en ajoutant un axe supplémentaire.

Fig. Table rotative 4 axes, Solpower Machine Electronic Corp.

Comment fonctionne un 4e axe ?

Le principe de fonctionnement d'une table rotative 4e axe CNC est similaire à la poupée fixe d'un tour. Les deux sont électriquement alimentés pour serrer une pièce et la faire tourner. Le système CNC permet un positionnement de précision pour que la fraiseuse puisse couper les surfaces désirées d'une pièce.

Avantages d'un 4e axe

Un axe supplémentaire est bénéfique car il peut être ajusté pour des quantités précises de mouvement rotatif. Les degrés de rotation sont préprogrammés et contrôlés avec précision par l'ordinateur. L'autre avantage : il permet à la fraiseuse de travailler sur des pièces cylindriques. La fraiseuse peut couper rainures, gorges et plans sur le diamètre extérieur d'une barre.

Applications du 4e axe

La capacité d'indexation de précision permet à la machine-outil de couper des trous équidistants sur une pièce sur 360° sur sa surface. Le repositionnement de la pièce n'est pas requis. Opérations similaires comme coupes d'arc et contours courbes peuvent être effectuées en une seule passe.

Qu'est-ce que le 5e axe ?

Une table rotative 5e axe CNC fournit deux axes d'usinage supplémentaires à une machine-outil. Outre l'axe de rotation, les rotatives 5 axes ont un axe de basculement (swinging axis). En d'autres termes, la table non seulement tourne mais bascule aussi. Avec deux axes de plus, la machine-outil peut effectuer de l'usinage multi-plans.

Fig. Table rotative 5 axes, Goushin Machinery

Comment fonctionne un 5e axe ?

Le mécanisme est simple. Comme on le voit sur l'image, la rotative est montée sur une base pivotante. En plus du pivot, d'autres designs comme un lit oscillant (swing bed) fournissent un axe d'inclinaison à la table. Vidéo montrant les axes en mouvement.

Table rotative inclinable, Bart Christopher

Avantages d'un 5e axe

Une table rotative 5e axe CNC offre non seulement un positionnement de précision, mais élimine aussi les multiples réglages requis pour les applications d'usinage complexes. Comparée aux rotatives CNC standards, la table 5 axes couvre plus de surfaces sur la pièce. La fraiseuse peut usiner une pièce sur n'importe lesquels des cinq axes simultanément, réduisant significativement le temps de production.

Applications du 5e axe

Une application clé de l'usinage 5 axes est la fabrication de moules. La capacité d'obtenir des designs de surface complexes permet de fabriquer des moules pour industries aéronautique/aérospatiale, automobile, militaire/défense, médicale.

Conclusion

Les tables rotatives 4e et 5e axes CNC ont leurs propres avantages/inconvénients et conviennent à des applications particulières. Les rotatives 4 axes excellent en indexation de précision pour designs simples, tandis que les tables 5 axes excellent pour designs complexes mais la rigidité est compromise, avec risque de vibrations ou déviation. Les ateliers doivent choisir un modèle répondant à leurs besoins réels.