Centres d'usinage verticaux démystifiés :un guide CNC professionnel

Le centre d'usinage vertical existe depuis de nombreuses années et fait toujours partie intégrante de la technologie CNC moderne. Les centres d'usinage verticaux CNC sont efficaces pour usiner différentes pièces industrielles. Ces machines sont polyvalentes et efficaces. Ils enlèvent des couches de matériau d'un substrat pour produire la pièce souhaitée avec diverses caractéristiques.

Cet article traite du centre d'usinage vertical, de ses principes de fonctionnement, de ses composants, de son application et de tout ce dont vous avez besoin pour choisir le centre d'usinage adapté à votre projet. Allons-y !

La technologie d'usinage vertical est l'un des outils les plus productifs de l'atelier d'usinage CNC. Il dispose de divers outils dans le changeur et d'autres options qui améliorent et personnalisent la productivité. Les centres d'usinage verticaux CNC sont des outils multifonctionnels flexibles qui permettent d'usiner des trous et d'autres propriétés dans des composants à surface plane. Il fonctionne dans le sens vertical à l'aide d'une broche qui travaille à un angle prononcé.

Les commandes informatisées des fraiseuses verticales permettent l'automatisation, la sélection/rotation des outils, la répétabilité et le contrôle des contours. Ces machines CNC modernes ont augmenté la productivité des fraiseuses au plus haut niveau, donnant naissance aux centres de fraisage verticaux CNC. Ces centres d'usinage varient en fonction de leurs axes, de leur fonction et des autres options disponibles.

Vous pouvez considérer le centre d’usinage vertical comme un cheval de bataille industriel car il peut livrer des pièces avec une précision exceptionnelle et des délais de livraison plus courts. Ses composants ont des conceptions robustes pour offrir un couple, une puissance et une vitesse d'usinage supérieurs. Le niveau d'automatisation des centres de fraisage verticaux leur permet également de couper divers matériaux et de réduire les coûts globaux de fabrication.

Principe de fonctionnement des centres d'usinage verticaux

Les centres d'usinage verticaux fonctionnent sur le modèle de conception des composants. Les nombreuses machines-outils et les paramètres nécessaires aux pièces sont transformés en codes d'informations généralement acceptables et lisibles par le dispositif de commande numérique de la machine.

Le programme de traitement permet de traiter automatiquement le programme CNC du composant. Ces codes d'instructions sont généralement stockés sur des supports d'informations tels que des disques ou des bandes perforées tandis que ces supports sont envoyés au périphérique d'entrée. Vous pouvez lire ces informations et les transférer au dispositif de commande numérique. En outre, vous pouvez utiliser l'ordinateur et le centre d'usinage pour envoyer des informations directement afin d'obtenir l'entrée et la sortie du programme du composant.

Le centre d'usinage vertical possède généralement trois coordonnées de mouvement linéaire. Il y a aussi une table rotative à axe horizontal fixée à sa table de travail. Cela l'aide à fabriquer facilement des pièces circulaires.

Composants d'un centre d'usinage vertical

Le centre d'usinage vertical comprend de nombreux composants importants. Ces composants se combinent pour fabriquer des pièces selon les normes de fabrication ISO. Les composants incluent les éléments suivants :

Broche rotative

La broche de fraisage est généralement perpendiculaire/verticale à la table de travail. Il s'agit d'un arbre rotatif doté d'une unité permettant de maintenir un outil ou une pièce à usiner. Généralement, l'arbre de broche agit comme un entraînement de positionnement, de support et de rotation pour les pièces.

Table de travail

La table est plate sur laquelle poser la pièce directement ou à l'aide de plusieurs dispositifs tels que des étaux à serrage dur ou des pièces en aluminium fraisées. La table a un axe X qui inclut les mouvements vers la gauche et la droite, tandis que l'axe Y a un mouvement vers l'avant et vers l'arrière. Ces axes et l'axe Z vous permettent d'ajouter des fonctionnalités illimitées aux pièces à usiner sur les plans de mouvement.

Changeur d'outils

Le changeur d'outils augmente la productivité du centre d'usinage vertical en permettant la sélection automatique d'outils pour différentes tâches allant de l'ébauche à l'alésage de trous fins.

Tables tournantes

L'ajout d'axes supplémentaires aux fraiseuses verticales peut améliorer considérablement la productivité en transformant une simple fraiseuse à 3 axes en une machine à 4 ou 5 axes capable de produire des composants complexes avec différentes surfaces comme des aubes de turbine.

Système de refroidissement

La plupart des centres de fraisage verticaux CNC utilisent des systèmes de refroidissement à recalcul pour garantir que les pièces et les outils de coupe sont bien lubrifiés. Ce système de refroidissement utilise souvent de l'eau et de l'huile soluble parmi divers liquides.

Boîtiers/Couvertures complètes

Ces couvertures contribuent à réduire les éclaboussures provoquées par les opérations de fraisage. De même, il protège les machinistes et l'environnement de l'opération d'usinage.

Chargeurs à chargement rapide

Les tables navettes ou autres systèmes automatisés de chargement de pièces contribuent à augmenter la productivité du centre d'usinage vertical CNC tout en réduisant les temps d'arrêt.

Convoyeur à vis/copeaux

Les convoyeurs à copeaux ou les vis sans fin peuvent aider à déplacer les copeaux de la zone de travail pour faciliter la productivité et éliminer les temps d'arrêt liés au pelletage manuel des déchets de copeaux.

Applications et utilisations des centres d'usinage verticaux

Les centres d'usinage verticaux CNC peuvent usiner plusieurs pièces et produits pour différentes industries et utilisations. Des secteurs tels que l'aérospatiale, l'industrie manufacturière, les constructeurs de machines et le secteur médical utilisent cette technologie d'usinage CNC en raison de ses applications de haute précision, de haute précision et de production en volume.

Voici quelques pièces usinées :

Pièces aux formes inhabituelles

Les structures comme un panier ou une base ont des formes irrégulières. La plupart de ces pièces usinées nécessitent un traitement mixte multipoint de pointe, de ligne et de face. Les centres de fraisage verticaux avec capacité d'usinage automatique vous permettent d'usiner ces composants complexes souvent difficiles à créer avec les techniques traditionnelles.

Pièce de type boîte

Les pièces CNC de type boîte sont celles dotées d'un système à un trou et de plusieurs cavités à l'intérieur. Ces pièces de type boîte sont courantes dans les voitures et les avions. – Bloc moteur, boîte de broche, carter de pompe à engrenages, bloc moteur diesel. En utilisant un centre d'usinage vertical, vous pouvez exécuter 60 à 95 % des opérations des machines-outils standard en un seul serrage.

De plus, les centres verticaux ont une grande précision, efficacité, rigidité et changeur d'outils automatique. À condition que la séquence de processus soit bien programmée et que vous utilisiez les montages et outils appropriés, les problèmes difficiles de l'usinage de pièces de type boîte peuvent être résolus.

Pièces complexes avec de nombreuses courbes

Les composants tels que les hélices, les cames et les roues aux courbes complexes sont standard dans l’aviation et les transports. Les machines-outils traditionnelles rendent ces composants avec des pièces incurvées, des contours de surface et des boîtes/moulages avec des cavités intérieures fermées difficiles à créer avec la précision d'usinage souhaitée.

Cependant, les centres d'usinage verticaux multi-axes intégrés à la technologie des machines CNC aident à produire des pièces courbes avec la plus haute précision et précision, de manière efficace et dans un délai plus court.

Nouvelles pièces en production d'essai

Le centre d'usinage vertical offre une grande flexibilité et adaptabilité. Lorsque vous modifiez l'objet usiné, vous pouvez créer et saisir de nouveaux programmes, modifier certains segments de programme ou utiliser des instructions spéciales spécifiques.

Par exemple, vous pouvez utiliser la fonction de zoom pour produire des pièces ayant la même forme mais des tailles différentes. Il offre une excellente commodité pour la production de petits lots, les essais de nouveaux produits ou la production multi-variétés. En outre, cela réduit le cycle de préparation de la production et de fabrication d'essai.

Différences entre les centres d'usinage verticaux et horizontaux

Les centres d'usinage CNC sont des machines-outils sophistiquées avec automatisation intégrée, usinage composé, polyvalence et vitesse élevée. Les centres d'usinage horizontaux et verticaux sont les fraiseuses CNC standard. Cette section traite des différences entre les capacités structurelles et les performances techniques de ces machines-outils.

L'orientation de la broche

Les deux machines possèdent des orientations variables qui vous permettent de profiter de la profondeur qu'offrent les centres d'usinage horizontaux ou de la précision qu'apporte l'usinage vertical. C'est une différence fondamentale entre ces deux machines. L'orientation ou la structure de la broche détermine la manière dont la fraise interagit/se rapporte à la pièce.

Géométrie de l'outil

La géométrie d'un outil influence souvent les spécifications et les résultats de coupe. Les centres d'usinage horizontaux sont plus courts et plus épais, ce qui signifie qu'ils ont la stabilité nécessaire pour maintenir la résistance lors de l'usinage de coupes plus profondes.

En revanche, l’usinage vertical est plus précis et idéal pour les pièces plus petites. Cependant, cela présente des inconvénients. Il ne permet pas l'usinage de coupes plus profondes en raison des vibrations, ce qui entraîne des écarts par rapport aux conceptions.

Spécifications et précision de coupe

Les centres horizontaux obtiennent de meilleurs résultats que les centres verticaux en termes de taux de retrait. Ils ont une très grande stabilité et peuvent produire des coupes plus profondes. Généralement, les machines verticales sont couramment utilisées pour des opérations limitées comme le rainurage et le dressage. Mais ils peuvent être très précis avec les coupes et la finition de la surface. Ainsi, cette capacité de coupe limitée se traduit par un taux d'enlèvement inférieur.

Nombre de côtés à usiner

Les centres d'usinage verticaux, en particulier les fraiseuses à 5 axes, sont mieux adaptés au travail sur plusieurs côtés des pièces. Ils sont souvent livrés avec des palettes intégrées avec des fixations ou des pierres tombales attachées. L'utilisation des broches dans les centres d'usinage verticaux est également grandement améliorée. L’accès à l’avant et aux côtés des pièces est ainsi plus facile. Cela améliore la productivité et réduit les erreurs humaines. Cependant, ces capacités sont limitées aux centres d'usinage horizontaux.

Coût de chaque machine

Les machines horizontales sont beaucoup plus coûteuses à l’achat et à l’entretien. En outre, ils ont besoin de machinistes professionnels pour gérer leurs opérations. En conséquence, cela augmente le coût global de fabrication.

Les machines verticales, en revanche, coûtent moins cher que les machines horizontales. De même, les opérations et la maintenance des centres de tournage et de fraisage verticaux sont beaucoup plus simples par rapport aux machines horizontales. En conséquence, cela les rend adaptés à toutes les productions à petite échelle.

Comment choisir le centre d'usinage adapté à votre projet ?

Il ne fait aucun doute que le centre d’usinage vertical est une machine-outil largement utilisée dans plusieurs ateliers d’usinage professionnels. Néanmoins, il est essentiel de prendre en compte les vastes capacités des centres d'usinage verticaux lors du choix d'un centre pour votre projet.

Plusieurs centres d'usinage verticaux peuvent effectuer différentes opérations d'usinage, tandis que d'autres sont adaptés à des tâches spécialisées spécifiques. Les VMC offrent de multiples capacités de réglage et de polyvalence et sont assez durables. Plus important encore, effectuez une évaluation critique des spécifications de votre projet et des capacités du centre d'usinage vertical pour déterminer si cela convient le mieux à votre projet.

Centre d'usinage unique de WayKen

L'achat d'un centre d'usinage vertical peut représenter un coût élevé et vous pouvez choisir de sous-traiter votre projet d'usinage à un atelier d'usinage CNC professionnel. Chez WayKen, nous proposons des services d'usinage CNC à guichet unique. Equipés de centres d'usinage verticaux avancés et de fraiseuses 3,4,5 axes, nous sommes pleinement capables de répondre à tous vos projets d'usinage.

De 1 à 10 000 pièces produites, nous garantissons de vous livrer à des prix compétitifs et des normes de qualité élevées. Vous voulez obtenir les meilleurs résultats de votre projet, contactez-nous dès aujourd'hui et donnons vie à vos idées !

Conclusion

Le centre d'usinage vertical est une machine polyvalente et robuste qui gère des opérations d'usinage complexes. Les modèles avancés de centres d'usinage verticaux CNC disposent d'une technologie sophistiquée, qui leur permet d'usiner des pièces avec les tolérances les plus strictes. De plus, il améliore la disponibilité et est généralement personnalisable pour répondre aux spécifications de votre pièce. Les centres d'usinage verticaux ont une vitesse élevée et offrent une excellente qualité.

FAQ

Quelles sont les limites des fraiseuses CNC ?

Les fraiseuses CNC présentent généralement de nombreuses limitations en raison du mouvement des axes, de la taille, des capacités des outils et du degré de liberté. En outre, le coût global de maintenance des fraiseuses CNC constitue une autre limitation majeure.

Quelle est l'avance dans le centre d'usinage vertical ?

La vitesse d'avance fait référence à la vitesse à laquelle l'outil de coupe travaille le long de la pièce pendant sa rotation unique.

A quoi servent les centres d'usinage verticaux ?

Les centres d'usinage verticaux sont souvent utilisés pour des projets de production en série de haute précision pour plusieurs industries. Ils sont plus largement utilisés dans les industries automobile et aérospatiale en raison de leur efficacité et de leur capacité à fabriquer des composants complexes et de haute précision.