Les processus de fabrication ont évolué depuis les temps primitifs, parallèlement aux progrès des produits et services. La révolution industrielle a marqué une ère d’usinage pour l’humanité, et les humains ont commencé à utiliser des machines pour produire des biens et des produits en masse. Cependant, l’invention des ordinateurs a encore amélioré les processus de fabrication, donnant naissance à la commande numérique par ordinateur.
L’introduction de la CNC dans les processus d’usinage a fait évoluer la fabrication, et la précision, la cohérence et la polyvalence offertes par ces processus sont devenues partie intégrante de l’industrie manufacturière d’aujourd’hui. La CNC est utilisée dans presque tous les processus d'usinage qui étaient effectués manuellement ou mécaniquement dans le passé.
Dans l'article d'aujourd'hui, nous examinerons les principaux processus d'usinage réalisés avec l'application de la CNC et quels processus sont les mieux adaptés à vos besoins. Nous nous concentrerons sur les outils et processus de tournage, de fraisage et de perçage dans les centres d’usinage CNC.
Cet article s'adresse à vous, que vous soyez un industriel, un nouveau venu dans l'industrie ou un étudiant en technologie curieux de connaître l'utilisation et les applications des processus d'usinage CNC comme le tournage, le fraisage et le perçage.
Alors allons-y.
Comme déjà mentionné, CNC signifie Computer Numerical Control et cette technologie est largement utilisée dans les processus de fabrication dans les centres d'usinage. La CNC s’est avérée être un changement de paradigme majeur de la fabrication mécanique à la fabrication informatisée de pièces et de produits.
C’est entre les années 1940 et 1950 que l’idée de la commande numérique a été introduite. Il a été affiné en s'intégrant à des systèmes électroniques numériques pour développer des commandes numériques informatisées.
Nous pouvons définir l'usinage CNC dans le processus de fabrication comme suit :
Il représente le logiciel informatique préprogrammé qui dicte le mouvement et les fonctions des outils et des machines de l'usine. La précision et l'exactitude des processus d'usinage sont obtenues en utilisant les instructions numériques des fichiers CAM (fabrication assistée par ordinateur) et CAO (conception assistée par ordinateur) sur différentes machines et outils tels que des fraises, des routages, des tours, des meuleuses, etc.
Les processus d'usinage CNC sont effectués sur différents types de machines et d'outils. Cependant, dans l’article d’aujourd’hui, nous nous concentrerons sur le perçage, le fraisage et le tournage.
Nous commencerons par les opérations de perçage sur centres d'usinage CNC. Il ne s’agit pas d’un processus d’usinage spécifiquement réalisé avec des centres CNC. Au lieu de cela, le perçage est un processus utilisé depuis l’ère des processus manuels et mécaniques.
Le perçage est le processus de coupe dans lequel des trous ronds sont créés ou agrandis à l'aide d'un outil de coupe multipoint appelé foret. Dans les opérations de perçage courantes, le foret est pressé contre la pièce et tourne à des vitesses permettant d'éliminer les copeaux de la pièce et de percer des trous.
Dans le perçage CNC, le principe de base du processus de perçage reste le même. Cependant, l’utilisation d’outils et de machines préprogrammés assistés par ordinateur permet d’obtenir une précision et une exactitude élevées dans le processus.
De la discussion, il est compréhensible que les principes fondamentaux du processus de perçage dans les machines CNC tournent autour de deux concepts principaux : les forets et la vitesse de rotation. Les forets déterminent la taille des trous, les géométries, le matériau sur lequel travailler, etc., et la vitesse de rotation du foret pendant les opérations de forage est déterminée par le matériau percé et le type de foret utilisé.
Lorsqu'on parle spécifiquement de perçage CNC, il est nécessaire de discuter des types d'opérations de perçage qui peuvent être effectuées dans les centres d'usinage CNC :
Le forage par points représente l'opération préliminaire sur une machine de forage dans laquelle des trous peu profonds sont dessinés pour guider le processus de forage ultérieur plus profond.
Le forage de trous profonds est le processus secondaire après le forage par points. Une fois le spot foré, le forage profond permet des trous plus détaillés et plus profonds pouvant atteindre 10 fois le diamètre du foret.
Le contre-alésage est une opération de forage dans laquelle des trous élargis et à fond plat sont percés. Ces trous sont également percés après un perçage ponctuel et sont particulièrement utiles pour permettre aux têtes de vis de reposer au ras ou en dessous de la surface de la pièce.
Le fraisage est l'opération de perçage dans laquelle des trous coniques sont créés sur des trous pré-percés. Ces types de trous percés sont utiles pour que les têtes de vis coniques affleurent la pièce.
Enfin, les perceuses permettent également de tarauder différentes pièces. Le taraudage consiste à couper des filetages à l'intérieur des trous percés pour accueillir des attaches filetées.
Le perçage peut être effectué sur divers matériaux grâce à la polyvalence offerte par les forets. Le spectre des matériaux à travailler est très large dans les opérations de forage. Un bref aperçu des matériaux qui peuvent être percés sur les machines CNC est le suivant :
Les métaux ferreux comme l’acier et la fonte peuvent être facilement percés. Les métaux non ferreux comme l’aluminium, le cuivre, le magnésium, le titane et leurs alliages peuvent également être percés sur des machines CNC. En outre, le zinc est également un métal non ferreux adapté aux fonctions de forage.
Les plastiques comme l'acrylique, le polyéthylène, le polycarbonate, le polystyrène, le polypropylène, le nylon, le téflon et l'ABS conviennent pour Perçage CNC.
Les composites tels que les plastiques renforcés de fibres de carbone, les résines, les liants et les plastiques renforcés de fibres de verre sont adaptés au perçage.
Le bois et les produits en bois peuvent également être traités sur les perceuses. Il comprend les feuillus, les résineux, les panneaux de fibres de densité moyenne et le contreplaqué, etc.
La céramique et le verre font également partie des matériaux pouvant être traités à l'aide de perceuses CNC.
Les autres matériaux pouvant être traités à l'aide de perceuses CNC sont le caoutchouc, la mousse, la pierre, le granit, les stratifiés, etc.
Les principaux avantages de l'utilisation d'outils et de machines de perçage CNC pour le traitement de diverses pièces sont les suivants :
La précision offerte par les perceuses CNC est sans précédent par rapport au perçage manuel. Par conséquent, les systèmes CAD/CAM sont utilisés pour percer des trous dans différents matériaux pour une précision et une exactitude élevées.
Les machines CNC sont très efficaces dans leurs opérations et peuvent atteindre un très haut niveau de précision quelle que soit la répétabilité. Par conséquent, l’industrie manufacturière s’appuie fortement sur le perçage CNC pour augmenter la production.
La minimisation des déchets est encore un autre avantage du perçage CNC. Cela implique que le gaspillage de pièces dû à un perçage imprécis est très faible, voire minime, dans les opérations CNC.
Avec les machines à commande numérique, la surveillance et le retour d'information en temps réel sur le fonctionnement garantissent que les problèmes ou anomalies des machines et des outils sont détectés et corrigés en temps opportun.
Supposons que vous vous demandiez où trouver les meilleures perceuses et outils CNC pour effectuer des opérations de perçage ou d'alésage. Dans ce cas, vous pouvez envisager de vérifier la perceuse CNC de Yangens, spécialement conçue pour effectuer des opérations de perçage et de taraudage :
MACHINE de perçage et de taraudage CNC YST-700
La deuxième opération des machines CNC dont nous allons parler dans l’article d’aujourd’hui est l’opération de tournage. L’opération de tournage CNC est comparable à l’opération de perçage car les deux impliquent l’élimination du matériau supplémentaire de la pièce. Un outil enlève les copeaux de la surface intérieure, tandis qu'une autre machine enlève le matériau des surfaces extérieures.
Les tours manuels datent de 1300 avant JC et sont originaires d'Égypte. Les tours ou tours ont été officiellement fabriqués en 1718. Avec les progrès de la technologie et l'invention des ordinateurs, les tours CNC ont remplacé les tours manuels. Les tours CNC d’aujourd’hui utilisent un logiciel préprogrammé pour leurs opérations.
L'opération de tournage est le processus au cours duquel la pièce est usinée et découpée au diamètre requis. L'excédent de matière du diamètre extérieur de la pièce est éliminé à l'aide des tours ou des outils. Les opérations de tournage CNC sont généralement pertinentes pour les pièces de forme cylindrique.
On peut définir un tour CNC comme une machine de fabrication qui permet une fabrication contrôlée et opérée par ordinateur. Le tour peut avoir trois, quatre, voire cinq axes. La pièce à usiner est fixée et l'outil de coupe sur la broche effectue l'opération par un mouvement linéaire. Les tours CNC sont très performants et peuvent effectuer plusieurs opérations d’usinage avec exactitude et précision.
Il existe deux types de centres de tournage : les centres de tournage verticaux et les centres de tournage horizontaux. Chaque type de centre de tournage présente ses propres avantages et inconvénients. Les centres d'usinage verticaux ont l'axe de la broche orienté verticalement et les fraises sont maintenues dans la broche pour tourner sur l'axe. En revanche, les centres horizontaux sont généralement utilisés pour les surfaces planes.
Comme mentionné précédemment, les centres d'usinage pour les opérations de tournage peuvent être horizontaux ou verticaux. Mais ce qui compte le plus, c’est la configuration dans laquelle vous disposez d’un tour. Il peut y avoir plusieurs configurations comme multi-axes, standard, à banc incliné, à plat, de type suisse, etc. Cependant, les opérations de tournage ne se limitent pas aux centres de tournage CNC.
Au lieu de cela, les tours conventionnels peuvent également utiliser des protocoles CNC pour les opérations de tournage. La principale différence entre un tour CNC et un centre de tournage CNC réside dans la variabilité des opérations et de l'avancement. Les centres de tournage CNC sont plus avancés et capables d'effectuer plus d'opérations que le simple tournage.
Étant donné que notre sujet pour l’article d’aujourd’hui est plus concentré sur les opérations de tournage et de perçage sur les machines CNC, nous y resterons pertinents. Nous avons déjà
Tournant
Orienté vers
Ennuyeux
Rainurage
Moletage
Tournage conique
Tournage de contour
Tournage excentrique
Autres opérations D'autres opérations pouvant être effectuées sur le centre de tournage comprennent le filetage, le perçage, le tronçonnage, le chanfreinage, l'alimentation en barres, le brochage, etc., et des machines comme Tour CNC YSLC-500
peut être la solution idéale à cet effet.
Matériaux
Les métaux
Plastiques
Matériaux composites
Bois
Céramique
Autres matériaux
Avantages
Résultats précis et cohérents
Prototypage rapide
Travail réduit
Efficacité et économies de coûts
Forage contre. Tournage : différences
Après avoir passé en revue tout ce que vous devez savoir sur les opérations de perçage et de tournage ainsi que les meilleures machines sur lesquelles compter, voici une brève comparaison des deux fonctions et de la manière dont elles sont liées ou différenciées : | Machine | Forage |
Tournant | Objectif principal | Réalisation de trous dans les pièces |
Façonner les pièces pour obtenir le profil cylindrique | Mouvement d'outil | Le foret tourne et |
a un mouvement linéaire dans la pièce. | La pièce tourne et l'outil de coupe se déplace linéairement. | Outils et machines |
Une perceuse à colonne est la machine principale, mais des tours et des fraiseuses peuvent également être utilisés pour le perçage. | Tours ou centres de tournage CNC. | Forme de l'outil |
La forme des forets est hélicoïdale et comporte des extrémités pointues. Les canaux dans les forets aident à éliminer les copeaux des surfaces intérieures. | Les outils de tournage sont généralement linéaires ou légèrement incurvés avec différents profils pour effectuer diverses opérations. | Profondeur de coupe |
La profondeur de coupe est déterminée par la profondeur du trou et peut varier en fonction des exigences. | La profondeur de coupe est généralement faible lors des opérations de tournage et est déterminée en calculant la différence entre les diamètres initial et final. | Finition de surface et tolérances |
Surfaces plus rugueuses à l’intérieur des trous avec perçage de trous profonds ; pas de tolérances très serrées. | Des finitions de surface plus lisses et des tolérances plus strictes peuvent être obtenues avec les centres de tournage. | Utilisation du liquide de refroidissement |
Le liquide de refroidissement peut améliorer la durée de vie des outils et la finition des produits lors des opérations de tournage.
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