Le centre d'usinage à 5 axes ajoute deux axes de rotation (tels que deux des axes A, B et C) aux trois axes traditionnels (mouvement linéaire X, Y et Z) pour obtenir un positionnement multi-angle de l'outil ou de la pièce dans l'espace.
Il peut effectuer un traitement multi-facettes en un seul serrage pour éviter les erreurs de positionnement répétées, ce qui est particulièrement adapté aux pièces complexes dans les domaines de l'aérospatiale, des équipements médicaux, etc.
Les machines à 5 axes utilisent les axes X, Y et Z typiques en conjonction avec les axes A et B afin que vos outils puissent atteindre les cinq côtés d'une pièce, sans tournage ni configuration supplémentaire requis.
Lorsque quelqu'un utilise le terme « 5 axes », il fait généralement référence à la capacité d'une machine CNC à déplacer une pièce ou un outil sur cinq axes CNC différents en même temps. Les centres d'usinage 3 axes déplacent une pièce dans deux directions (X et Y), et l'outil se déplace de haut en bas (Z). Les centres d'usinage CNC 5 axes peuvent tourner sur deux axes rotatifs supplémentaires (A et B), ce qui aide l'outil de coupe à approcher la pièce dans toutes les directions.
L'usinage 5 axes est un type d'usinage CNC. Ce procédé électromécanique, qui manipule des appareils autour de trois à cinq axes avec une grande précision, permet de découper les excédents de matière pour créer des composants et des pièces. La CAO crée le plan de départ, qui sera usiné par CNC. Ce plan est ensuite traduit en plusieurs codes CNC pour transmettre les instructions programmées aux appareils de la machine.
Une machine CNC 5 axes fonctionne automatiquement avec une intervention humaine minimale. Elle utilise des outils de coupe rotatifs pour façonner les matériaux placés sur le plateau de la machine.
Cependant, le placement de la matière sur le plateau constitue la dernière étape du processus d'usinage CNC 5 axes. La première étape consiste à réaliser une conception CAO de la pièce et à la traduire en FAO. La FAO, ou fabrication assistée par ordinateur, est un logiciel qui permet de générer le langage alphanumérique CNC, ou G-code.
L'étape suivante du processus consiste à charger le code G dans la machine CNC 5 axes. Ce code G est essentiel car il contient les instructions qui guideront la machine sur le parcours d'outil et l'outil adapté à l'usinage.
Travailler sur une machine à 5 axes minimise les réglages, permet un temps de cycle plus rapide, produit moins de déchets, augmente le temps de disponibilité de la broche et, contrairement à la croyance populaire, réduit en fait le besoin de personnes hautement qualifiées, donnant à votre atelier la possibilité d'ouvrir ses possibilités.
La capacité de ce type d'usinage à traiter simultanément cinq faces différentes d'une pièce offre de nombreux avantages à de nombreux secteurs industriels, allant de la rentabilité à l'efficacité de l'usinage. Voici les principaux avantages de l'usinage CNC 5 axes.
1. Usiner des formes complexes
L'axe supplémentaire ajouté à cette machine simplifie l'usinage de conceptions et de géométries très complexes. De plus, l'usinage d'angles et d'arcs complexes, auparavant réalisable avec plusieurs montages spéciaux, est désormais possible grâce aux machines CNC 5 axes. De plus, la rotation des pièces en une seule opération permet d'obtenir les géométries souhaitées sans machines ni montages complexes.
2. Haute précision et répétabilité
Les opérations d'usinage manuel nécessitent des réglages supplémentaires pour un usinage optimal. Or, ces réglages supplémentaires introduisent souvent des variations de conception et des erreurs, entraînant des pertes d'alignement pendant l'usinage. Le fraisage CNC 5 axes, quant à lui, nécessite un minimum de réglages, éliminant ainsi les risques d'erreur tout en améliorant la précision.
De plus, avec la plupart des machines CNC 5 axes utilisées aujourd'hui par les machinistes, il n'est plus nécessaire de repositionner manuellement la pièce pendant l'usinage. Cela garantit des tolérances d'usinage améliorées. De plus, l'utilisation d'outils de coupe plus courts dans certaines configurations de machines améliore la durée de vie des outils tout en garantissant la répétabilité.
3. Opérations de configuration efficaces
Le réglage d'une machine CNC 5 axes est relativement plus simple que celui d'une machine 3 axes. En effet, ces machines permettent de travailler sur cinq surfaces simultanément. De plus, elles permettent d'usiner des pièces profilées d'une seule structure. Cependant, les machines 3 axes classiques nécessitent plusieurs réglages pour travailler sur plusieurs faces.
4. Finition de surface de qualité
La finition de surface d'une machine CNC 5 axes est plus lisse grâce à la présence d'axes supplémentaires. Ces axes supplémentaires rapprochent la pièce de l'outil de coupe, facilitant ainsi l'obtention des formes souhaitées. Ils permettent également d'utiliser des outils de coupe plus courts pour l'usinage.
Grâce à des outils de coupe plus courts, les vibrations sont minimes, voire nulles, ce qui réduit l'incidence des marques sur la surface des produits finis. De plus, l'usinage vertical améliore l'utilisation de la broche pour l'usinage de surfaces angulaires.
5. Efficacité de production élevée
L'usinage 5 axes permet de réduire efficacement le temps d'usinage et les temps auxiliaires des pièces. Grâce à sa large plage de vitesses de broche et d'avances, la machine offre une capacité de coupe importante et puissante. La CNC 5 axes entre dans l'ère de l'usinage à grande vitesse. La rapidité de déplacement et de positionnement de l'usinage 5 axes et la vitesse de coupe élevée réduisent les délais d'exécution des produits semi-finis.
| Taper | Principe de fonctionnement | Gestion TCP | Avantages | Limites | Applications courantes |
| 5 axes | Pièce stationnaire, l'outil se déplace le long des axes X, Y, Z et tourne autour des axes A, B simultanément | Le TCP doit être contrôlé avec précision | Grande flexibilité, précision et finition de surface ; temps de cycle réduit | Coût élevé, programmation complexe, gestion TCP difficile | Médical, fabrication |
| 3+2 axes | Pièce fixée à un angle spécifique, puis usinage 3 axes effectué | TCP discontinu entre les changements d'angle | Programmation plus simple ; coût inférieur ; possibilité d'usiner des fonctionnalités complexes | Impossible de couper toutes les faces simultanément ; flexibilité limitée | Fabrication de moules, outillage |
| 4+1 axes | Pièce stationnaire, l'outil se déplace le long des axes X, Y, Z et d'un axe rotatif de manière séquentielle | TCP corrigé à chaque opération | Programmation plus simple ; coût inférieur ; accès à plusieurs faces | Flexibilité limitée ; impossible de couper toutes les faces simultanément | Fabrication automobile et électronique |
L'usinage CNC 5 axes est idéal pour la création de pièces aux géométries extrêmement complexes, de haute qualité et aux tolérances serrées, ou même pour l'usinage traditionnel de surfaces irrégulières ou inclinées. Voici quelques secteurs d'activité fréquemment utilisés par l'usinage 5 axes :
1. Industrie médicale : La haute précision générée par l'usinage CNC 5 axes facilite la production de dispositifs médicaux, d'implants et d'équipements de santé de haute précision. Pour ces fabricants, l'usinage CNC 5 axes est à la fois économique et productif.
2. Industrie automobile : utilisé pour fabriquer des pièces automobiles complexes, telles que des pièces de moteur, des pièces de transmission, des systèmes de suspension, etc.
3. Fabrication de moules : Les machines-outils à 5 axes sont utilisées pour fabriquer des moules et des modèles complexes, tels que des moules d'injection plastique, des moules de coulée de métal, etc.
1. Le composant de base du fuselage Janssen est la pièce moulée. Certains fabricants de pièces moulées sacrifient le matériau des pièces moulées et réduisent le nombre de trempes pour réduire les coûts. Les pièces moulées Janssen sont fabriquées sur mesure.
Pour l'analyse et la recherche sur la mécanique des matériaux, un traitement de revenu et de vieillissement correct doit être effectué pour répondre aux exigences de performance mécanique du matériau.
2. Composants de broche : Janssen accorde une grande importance à chaque composant et sait que la qualité de son installation a un impact considérable sur la précision. L'ensemble comprend le boîtier de broche, le moteur de broche, la broche, les roulements, les accouplements, la plaque moteur, le coussinet de fleur de prunier et d'autres pièces, et est contrôlé à tous les niveaux par le service de production.
3. Composants d'alimentation : L'alimentation comprend un servomoteur trois axes Janssen, un dispositif de transmission mécanique trois axes et un élément de mesure de déplacement. La puissance du servomoteur trois axes influence la vitesse et la puissance de l'alimentation. Le dispositif de transmission mécanique trois axes est composé de tiges filetées, de rails de guidage, de glissières, de roulements, d'accouplements, etc. La qualité de la vis et du rail de guidage garantit la précision. La taille de la vis et du rail de guidage garantit la capacité de la machine-outil à réaliser des coupes lourdes.
4. Système d'exploitation CNC : La partie CNC du centre d'usinage Janssen comprend un dispositif CNC, un servomoteur PLC et un panneau de commande. Les systèmes d'exploitation incluent Siemens (Allemagne), Mitsubishi (Japon) et Fanuc.
5. Système de changement d'outils automatique. Le dispositif de changement d'outils automatique comprend un magasin d'outils, un manipulateur et d'autres composants. Le dispositif de changement automatique du centre d'usinage Janssen permet de réduire considérablement le temps de changement, sans intervention manuelle. Il n'est pas semi-automatique et améliore l'efficacité de l'usinage.
6. Dispositifs auxiliaires : 72 heures de tests continus avant de quitter l'usine. Le président, M. Lin, est un ingénieur technique et participe personnellement aux tests en usine de chaque machine-outil. Les dispositifs auxiliaires comprennent les systèmes de lubrification, de refroidissement, de drainage, de protection, hydrauliques, pneumatiques et de détection, afin de garantir le fonctionnement à long terme du centre d'usinage.
Depuis 2003, chez Janssen, nous avons organisé et équipé un département R&D solide avec un esprit d'innovation et une technologie uniques
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