Machine CNC

Dans l'industrie de l'usinage, toute machine dont la trajectoire de mouvement est contrôlée par un programme peut être qualifiée de « CNC ». Cependant, lorsqu'on parle de « CNC », on fait généralement référence aux centres d'usinage CNC, principalement dédiés au fraisage. Ces centres intègrent de multiples fonctions telles que le fraisage, le perçage, le taraudage, l'alésage, etc., et constituent une machine polyvalente dans le domaine de l'usinage. Les machines-outils CNC (machines-outils à commande numérique par ordinateur) sont des machines-outils automatisées pilotées par un programme informatique. Elles peuvent exécuter avec précision des trajectoires de mouvement prédéfinies. Comparées aux machines-outils traditionnelles (telles que les tours classiques, les fraiseuses classiques, les perceuses manuelles, etc.), les machines-outils CNC sont intelligentes et efficaces, et permettent de réduire les coûts de production globaux en améliorant la productivité et la qualité d'usinage.

Processus général d'usinage CNC

1. Obtention des plans et documents : Les plans constituent la base du traitement et sont généralement fournis par les clients. Ces documents peuvent être présentés en 3D (formats tels que STP, XT, IGES, etc.) ou en 2D (formats tels que DXF, etc.). Bien que le format PDF soit pratique pour la visualisation et la communication, il ne s’agit pas d’un fichier technique directement exploitable par les logiciels de programmation.

2. Programmation : Importez les fichiers de dessin dans le logiciel de programmation. Selon le traitement à effectuer, vous pouvez choisir le format 2D ou 3D. La programmation a pour but de générer un code de programme compréhensible par la machine-outil.

3. Usinage : Copiez le code du programme sur la machine-outil. Une fois la pièce et l’outil installés, la machine-outil enlève la matière excédentaire selon la trajectoire définie pour obtenir les pièces finales. Il est important de noter que tous les programmes ne sont pas compatibles avec toutes les machines-outils et que tous les centres d’usinage CNC ne peuvent pas usiner tous les types de produits.

La différence entre les méthodes d'usinage à trois axes, à quatre axes et à cinq axes

Usinage à trois axes

L'usinage trois axes est une technique d'usinage CNC où l'outil peut se déplacer le long de trois axes perpendiculaires (généralement X, Y et Z) par rapport à la pièce à usiner. Ces trois axes représentent deux directions horizontales (X et Y) et une direction verticale (Z).

En usinage trois axes :

Axe X : Représente généralement le mouvement horizontal gauche-droite.

Axe Y : Représente le mouvement horizontal d'avant en arrière, perpendiculaire à l'axe X.

Axe Z : Représente le mouvement vertical de haut en bas, perpendiculaire à la fois à l'axe X et à l'axe Y.

Le mouvement combiné de ces trois axes permet à l'outil de suivre des trajectoires complexes afin d'enlever avec précision de la matière de la pièce et d'obtenir la forme et les dimensions souhaitées. L'usinage trois axes est largement utilisé dans de nombreux secteurs industriels, notamment la fabrication de moules, la production de pièces automobiles, l'aérospatiale et l'électronique, pour l'usinage de surfaces planes, de surfaces courbes simples et de pièces bidimensionnelles.

Bien que l'usinage à trois axes puisse ne pas être aussi flexible que des méthodes d'usinage plus avancées (telles que l'usinage à quatre ou cinq axes) lors du traitement de formes tridimensionnelles complexes, il reste une méthode d'usinage efficace et rentable, notamment pour les pièces qui ne nécessitent pas de rotation ou d'inclinaison complexes.

Usinage à quatre axes

L'usinage quatre axes utilise une machine-outil à commande numérique (CNC) qui se déplace simultanément sur quatre axes. Ces quatre axes comprennent généralement trois axes linéaires (X, Y et Z) et un axe de rotation (A). Les axes X, Y et Z représentent respectivement les mouvements horizontaux (gauche/droite), avant/arrière et vertical (haut/bas), tandis que l'axe A est un axe de rotation autour de l'axe X. L'ajout de l'axe A permet un meilleur contrôle du processus d'usinage, améliorant ainsi la précision et l'exactitude. Grâce à la liaison de ces quatre axes, le centre d'usinage quatre axes peut réaliser des opérations de coupe sur plusieurs faces de la pièce.

L'usinage à quatre axes est largement utilisé dans des secteurs tels que l'aérospatiale, la fabrication automobile, la fabrication électronique, la fabrication de moules, la construction navale, la fabrication d'articles sanitaires et l'artisanat pour réaliser le traitement de pièces complexes et améliorer l'efficacité de la production et la qualité du traitement.

Bien que l'usinage quatre axes présente de nombreux avantages, il comporte également certaines limites. Par exemple, pour la réalisation de formes géométriques extrêmement complexes, des méthodes d'usinage plus avancées (telles que l'usinage cinq axes) peuvent s'avérer nécessaires. Cependant, avec les progrès technologiques constants et l'expansion continue des applications, l'usinage quatre axes jouera un rôle de plus en plus important à l'avenir.

Usinage à cinq axes

Dans l'usinage cinq axes, les cinq axes fonctionnent de concert pour permettre à l'outil d'effectuer des mouvements spatiaux complexes. Les axes X, Y et Z représentent respectivement les mouvements horizontaux (gauche/droite), avant/arrière et verticaux (haut/bas). L'axe de rotation permet à l'outil ou à la pièce de pivoter autour de ces axes pour réaliser des mouvements de coupe encore plus complexes. L'usinage cinq axes permet de contrôler simultanément le mouvement de plusieurs axes, d'effectuer une coupe complète de la pièce et d'améliorer la flexibilité et l'adaptabilité de l'usinage.

L'usinage cinq axes permet d'atteindre une précision micrométrique grâce à des systèmes de commande et de transmission de haute précision, répondant ainsi aux exigences d'usinage de pièces de haute précision. Il est largement utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile, du moulage, de la mécanique de précision, du matériel médical et de l'électronique.

Bien que les avantages de l'usinage cinq axes par rapport aux usinages quatre et trois axes soient indéniables, tous les produits ne s'y prêtent pas, et inversement. Utiliser des produits compatibles avec les usinages trois et cinq axes engendre non seulement une augmentation des coûts, mais peut également nuire à la qualité de l'usinage. Seules des mesures préventives judicieuses et le choix d'une machine-outil adaptée au produit permettent d'exploiter pleinement le potentiel de cette dernière.