Dans la fabrication moderne, les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) constituent la technologie fondamentale. Parmi les systèmes CNC, le débat autour des systèmes CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes a retenu l'attention ces dernières années. Ces trois méthodologies représentent des approches distinctes pour atteindre précision, efficacité et polyvalence dans le processus d'usinage.
Ils ont tous leur utilité, leurs avantages et leurs inconvénients. Examinons-les en détail.
Alors, plongeons-nous !
CNC signifie Commande Numérique par Ordinateur. Il s'agit d'une technologie qui utilise des ordinateurs pour contrôler des machines-outils, telles que des tours, des fraiseuses, des toupies et des meuleuses. Les machines CNC traduisent les instructions numériques en mouvements précis, permettant la fabrication automatisée de pièces et de composants avec une grande précision et cohérence.
Dans l'usinage CNC, les concepteurs créent un modèle numérique de la pièce qu'ils souhaitent produire à l'aide d'un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Ce modèle numérique est ensuite converti en instructions, souvent en G-code, qui précisent les mouvements et opérations exacts nécessaires à la fabrication de la pièce.
Le fonctionnement de la CNC dépend uniquement de la commande numérique et du codage par ordinateur. Une programmation méticuleuse est essentielle au contrôle des outils et des pièces intégrées. Par conséquent, vous devez alimenter la machine avec l’ensemble correct de codes et d’instructions pour que la machine effectue une tâche spécifique. La Machine, à son tour, interprète les codes et exécute la tâche en conséquence. La fonction d'automatisation garantit que la machine poursuit la tâche jusqu'à ce qu'elle soit entièrement exécutée. Plus important encore, cela ne nécessite pas l’intervention d’un opérateur manuel pour effectuer l’exécution et permet ainsi d’économiser du temps et de l’énergie. Il prend de l'importance dans divers secteurs industriels comme l'aérospatiale, l'automobile, les sports mécaniques, la fabrication de matériel informatique, la fabrication d'outils, etc.
D’innombrables industries sont devenues dépendantes de la CNC en raison des multiples avantages liés à son utilisation :
●Amélioration du niveau de productivité
●Amélioration du niveau de précision des performances des machines
●Réduction des dépenses dans le processus de production
●Accélération de la vitesse dans le processus de production
●Élargissement du champ d'utilisation de divers matériaux
●Réduction de la dépendance au fonctionnement manuel
Différents types de machines CNC
Après avoir souligné le concept de base de la CNC et ses avantages, il est crucial de passer aux différents types de machines CNC. Ici, je vais développer davantage les différences entre ces différents types de CNC, mais avant cela, comprenons d'abord chacune de leurs caractéristiques. Les trois types sont des machines CNC à 3 axes, 4 axes et 5 axes.
Avant d'aborder les différents types de machines CNC basées sur des axes, il est crucial d'aborder la question de savoir ce qu'est un axe.
L'axe est la ligne imaginaire utilisée pour mesurer les coordonnées et le terme est utilisé pour définir un point dans la dimension spatiale. Les plans horizontal et vertical sont définis à l'aide des axes X et Y tandis que la profondeur tridimensionnelle est définie à l'aide de l'axe Z. Dans le cas des machines, l'axe Z fait référence à l'axe de rotation. Lors de l'étude des machines CNC, les axes linéaires soulignent la direction et le mouvement de la machine. Par exemple, dans le cas des machines à 3 axes, la broche se déplace de haut en bas et d'un côté à l'autre vers la droite ; pour les machines à 4 axes, il se déplace de haut en bas, d'un côté à l'autre et a un mouvement de rotation ; pour les machines à 5 axes, il se déplace de haut en bas, d'un côté à l'autre et possède deux mouvements de rotation.
Dans les machines CNC, les trois axes standard sont l'axe X (où le mouvement s'effectue de gauche à droite), l'axe Y (avec mouvement d'avant en arrière) et l'axe Z (de haut en bas). Ainsi, en utilisant ces trois axes, la machine CNC peut percer n'importe quelle pièce pour créer des éléments tridimensionnels. Cependant, il ne peut gérer aucune conception complexe ou avancée car des axes supplémentaires ou des mouvements compliqués sont nécessaires. Par exemple, dans les machines à 5 axes, des axes ont été ajoutés comme l'axe A (rotant autour de l'axe X), l'axe B (rotant autour de l'axe Y) et l'axe C (rotant autour de l'axe Z). .
Une machine CNC à 3 axes fait référence à un système d'usinage contrôlé par ordinateur qui fonctionne selon trois axes : X, Y et Z. Ces axes représentent un espace tridimensionnel, X et Y contrôlant les mouvements horizontaux et Z contrôlant le mouvement vertical.
Dans un système CNC à 3 axes, l'outil de coupe ou la pièce à usiner peut se déplacer dans trois directions pour effectuer diverses opérations d'usinage telles que le fraisage, le perçage et la découpe. Ce type de machine CNC est largement utilisé dans les industries manufacturières pour produire diverses pièces et composants, allant de géométries simples à moyennement complexes.
Bien que les machines CNC 3 axes offrent polyvalence et efficacité dans de nombreuses applications, elles présentent des limites lorsqu'il s'agit d'usiner des pièces très complexes et complexes qui nécessitent plusieurs angles d'approche. En conséquence, ils peuvent nécessiter un repositionnement de la pièce ou de l’outil, ce qui peut augmenter le temps et la complexité de l’usinage.
Malgré ces limitations, les machines CNC à 3 axes restent populaires en raison de leur coût relativement inférieur, de leur simplicité de fonctionnement et de leur capacité à gérer une large gamme de matériaux et de géométries de pièces. Ils conviennent aux applications telles que le prototypage, l’usinage général et la production de pièces de complexité modérée. Cependant, pour des géométries plus complexes et des exigences d'usinage avancées, telles que des composants aérospatiaux ou des moules complexes, les fabricants peuvent opter pour des systèmes plus avancés comme les machines CNC à 5 axes.
Le premier type est constitué de machines à 3 axes qui conviennent bien aux pièces à surface plane. Encore une fois, ce sont ceux qui sont facilement abordables et qui sont utilisés pour des pièces qui n'impliquent pas de détails complexes. Pour manipuler des pièces lisses de 2D à 2,5D, vous pouvez recourir à des machines 3 axes. Celles-ci sont principalement utilisées pour percer, tarauder des trous, aplatir des surfaces et couper des arêtes vives, et comme leur nom l'indique, ces machines peuvent couper sur trois axes X, Y et Z de manière transparente.
●Il peut couper sur trois axes : par exemple, X définit la largeur, Y indique la longueur et Z indique la profondeur.
●Il peut être utilisé pour se déplacer d'avant en arrière, d'un côté à l'autre et de haut en bas.
●La machine assure l'élimination des parties indésirables de la pièce et permet ainsi de la mouler dans la forme et la taille souhaitées.
●Les pièces et composants mécaniques peuvent être fabriqués facilement à l'aide de ces machines
●Il est convivial et ne présente aucune complexité supplémentaire dans la manipulation
●Il est convivial et peut être utilisé par les nouveaux arrivants dans l'entreprise.
●Le mouvement simultané des 3 axes assure l'exécution de multiples tâches
●La rapidité d'exécution des tâches permet d'économiser du temps et de l'énergie dans le moulage des pièces.
●Il permet d'ajouter davantage d'axes en fonction du centre d'usinage et laisse ainsi une marge de mise à niveau
Une machine CNC à 4 axes est un type de machine à commande numérique par ordinateur (CNC) équipée de quatre axes de contrôle de mouvement. Contrairement aux machines CNC standard à 3 axes qui peuvent se déplacer le long des axes X, Y et Z, les machines à 4 axes ajoutent un autre axe de rotation, généralement autour de l'axe X, Y ou Z. Cet axe supplémentaire permet à la machine d'effectuer des opérations d'usinage plus complexes et de produire des pièces complexes avec une plus grande efficacité et précision.
Le quatrième axe de rotation permet à l'outil de coupe d'approcher la pièce sous différents angles, permettant des opérations telles que l'indexation, le contournage et le fraisage hélicoïdal. Cette polyvalence est particulièrement bénéfique pour l’usinage de pièces cylindriques ou prismatiques présentant des caractéristiques nécessitant un usinage sous plusieurs angles.
Les applications des machines CNC à 4 axes couvrent un large éventail d'industries, notamment l'aérospatiale, l'automobile, le médical et la fabrication de moules. Ils sont couramment utilisés pour des tâches telles que la gravure, la sculpture, le perçage de trous sous différents angles et l'usinage de contours complexes. De plus, les machines à 4 axes peuvent améliorer la productivité en réduisant le besoin de configurations multiples et de repositionnement manuel de la pièce.
Dans l'ensemble, l'incorporation d'un quatrième axe dans l'usinage CNC ouvre de nouvelles possibilités aux fabricants cherchant à repousser les limites de la précision et de la complexité de leurs processus de production.
●Il permet de couper la pièce telle quelle sans la démonter.
●Vous pouvez facilement retirer les matériaux de chaque côté grâce à la fonction de rotation ; ainsi, le moulage peut être réalisé avec une meilleure efficacité.
●Il réduit le coût de production et s'avère économique pour les entreprises.
●Il améliore l'efficacité et la qualité d'exécution des tâches est plus précise
●La fonctionnalité de coupe sous différents angles permet de gagner du temps et facilite la tâche
Une machine CNC à 5 axes est un système d'usinage sophistiqué capable de se déplacer simultanément sur cinq axes : X, Y, Z et deux axes de rotation supplémentaires, généralement appelés A et B. Cette liberté de mouvement supplémentaire permet à l'outil de coupe de s'approcher. la pièce à usiner sous plusieurs angles et orientations, permettant des opérations d'usinage très complexes et complexes.
Le principal avantage d’une machine CNC 5 axes est sa capacité à produire des pièces aux géométries et contours complexes qui seraient difficiles, voire impossibles à réaliser avec l’usinage 3 axes traditionnel. En inclinant et en tournant la pièce ou l'outil de coupe, les machines CNC à 5 axes peuvent accéder avec précision aux zones difficiles d'accès et exécuter des parcours d'outils complexes.
Ces machines sont largement utilisées dans l'aérospatiale, l'automobile, la fabrication de dispositifs médicaux et la fabrication de moules, où la production de composants complexes avec des tolérances serrées est essentielle. Des exemples de pièces couramment produites sur les machines CNC à 5 axes comprennent les aubes de turbine, les roues, les composants aérospatiaux, les surfaces sculptées et les moules complexes.
La polyvalence et la flexibilité offertes par l'usinage 5 axes se traduisent par plusieurs avantages, notamment des temps de configuration réduits, une finition de surface améliorée, une plus grande précision et une productivité améliorée. De plus, les machines CNC à 5 axes peuvent rationaliser les flux de production et optimiser les processus d'usinage en minimisant le besoin de repositionnement manuel de la pièce.
Bien que les machines CNC à 5 axes offrent des capacités inégalées, elles s'accompagnent également de coûts et de complexités techniques plus élevés que leurs homologues à 3 axes. La programmation et le fonctionnement de ces machines nécessitent des compétences et une expertise spécialisées, et les coûts d'investissement et de maintenance initiaux peuvent être importants.
Il s'agit de la version de machine CNC la plus efficace en raison de fonctionnalités de rotation supplémentaires sur les deux axes. Cependant, le prix de ces machines est plus élevé en raison des fonctionnalités supplémentaires. La précision et l'efficacité sont très évidentes dans les machines à 5 axes dotées de plusieurs caractéristiques uniques.
Il comprend une rotation sur l'axe A ou une rotation sur l'axe X, un peu comme une machine à 4 axes, ainsi qu'une rotation sur l'axe Y, appelé axe C. Les machines 5 axes sont de deux types, à savoir
●3+2 Machine qui inclut une rotation sur deux axes indépendants au lieu d'une rotation simultanée.
●Machine entièrement continue où la rotation simultanée sur deux axes est évidente.
Machines 5 axes possèdent la fonctionnalité supplémentaire d’un autre axe rotatif, l’axe B. Dans ce cas, le X-Y-Z-A-B, ou X-Y-Z-A-C, fait le tour des axes X, Y/X et Z. Les machines à 5 axes permettent également de réaliser des angles et des coupes complexes et confèrent une meilleure finition au processus de moulage car les 5 axes permettent le mouvement de la pièce dans différentes directions. Vous pouvez réaliser des coupes dans toute la gamme, même en une seule opération. Vous pouvez également vous plonger dans une myriade d’options de conception grâce à la présence des 4ème et 5ème axes ; ainsi, il améliore la gamme de conceptions pouvant être réalisées en ajoutant une tête d'outil.
●Il permet une opération sur cinq côtés
●Il permet la sélection de deux axes sur trois axes de rotation en fonction du type de machine
●Ici, la rotation se fait soit sur les axes A et C, soit sur les axes B et C
●Le Programmation CNC prend du temps
●La pièce ou la broche effectue la rotation
●Il peut être utilisé pour créer des formes 3D à l'aide des 5 axes continus
●Il permet une opération sur la pièce sur cinq côtés
●Il permet de travailler de manière transparente sur des matériaux complexes
●Il peut être utilisé pour exécuter un moulage détaillé et complexe
Si vous recherchez des machines CNC 5 axes efficaces, vous pouvez consulter les principaux fabricants qui fabriquent ces produits et garantissent des opérations efficaces. L'une de ces entreprises leaders est Yangsen, spécialisée dans les machines-outils et très réputée pour offrir une technologie de pointe. L'entreprise propose des produits de haute qualité à des prix abordables et exporte ses produits dans le monde entier. Ses 20 années d'expérience en font un nom fiable dans le domaine de l'usinage CNC.
Les deux principales machines 5 axes fabriquées par Yansen sont :
Quelles sont les différences entre l'usinage CNC à 3, 4 et 5 axes ?
Après avoir expliqué les principales caractéristiques des trois types de machines CNC, j'éclairerai les différences significatives entre ces produits.
| Fonctionnalité | Machine CNC 3 axes | Machine CNC 4 axes | Machine CNC 5 axes |
| Nombre d'axes | 3 (X, Y, Z) | 4 (X, Y, Z + axe rotatif) | 5 (X, Y, Z + 2 axes rotatifs) |
| Capacités de mouvement | Mouvement linéaire le long des axes X, Y et Z | Mouvement linéaire le long des axes X, Y et Z + Rotation autour d'un axe supplémentaire | Mouvement linéaire le long des axes X, Y et Z + Rotation autour de deux axes supplémentaires |
| Complexité | Programmation et fonctionnement simples | Programmation plus complexe requise en raison d'un axe supplémentaire. | Nécessite une programmation et une expertise avancées. |
| Précision | Bon pour les opérations d'usinage de base | Offre une précision et une finition de surface améliorées par rapport aux machines à 3 axes. | Fournit une précision et une finition de surface supérieures grâce à une liberté d’usinage accrue. |
| Accessibilité | L'accès à certaines zones peut être limité | L'accès peut être restreint en raison de l'axe rotatif ajouté. | Accès amélioré à des géométries et fonctionnalités complexes avec une plus grande flexibilité. |
1. Dépenses-Ici, il devient évident que le prix du produit est directement proportionnel au nombre d'axes. Par conséquent, les machines à 5 axes ont un coût de fabrication plus élevé et leur fonctionnement implique des dépenses plus élevées que leurs homologues à 3 et 4 axes.
2. Caractéristiques – Les caractéristiques des trois types de machines présentent également des différences marquées. Par exemple, la fonction angulaire ne s'applique pas aux machines à 3 axes. De même, les machines à 4 axes sont livrées avec 3 axes et une rotation sur l'axe X comme fonctionnalité supplémentaire. Encore une fois, les machines à 5 axes gèrent facilement des angles complexes et comprennent trois axes et des rotations supplémentaires.
3. Mouvement des axes – Dans le cas de 3 axes, nous observons trois mouvements : haut-bas, gauche-droite et avant-arrière. Le 4 axes est témoin d'un mouvement sur trois axes associé à un mouvement de rotation, tandis qu'un mouvement sur trois axes et deux mouvements de rotation sont observés dans les machines à 5 axes.
4. Efficacité - Les machines à 3 axes ont le niveau d'efficacité et de précision le plus bas, tandis que la productivité des machines à 4 axes est supérieure à celle des premières. Cependant, l'efficacité et la précision d'exécution des tâches les plus élevées sont évidentes dans les machines à 5 axes, ainsi que dans la capacité à gérer des tâches complexes et complexes.
5. Applications - Les machines à 3 axes sont principalement utilisées pour couper les arêtes vives des pièces, percer des trous et des fentes de fraisage, et lancer l'automatisation. Si vous utilisez des pièces en grand volume, vous pouvez recourir à des machines à 3 axes et les utiliser pour découper des fentes de clé ou meuler. Cependant, si vous souhaitez utiliser la machine à 3 axes pour obtenir un angle plus important, cela nécessitera une planification intense. Même si le processus deviendrait compliqué, nécessitant un montage et un remontage constants, vous pouvez le réaliser à l'aide de machines à 3 axes.
En revanche, les machines 4 axes sont principalement utilisées pour le moulage de substances cylindriques ou sur surfaces multiples. La fraiseuse CNC rassemble les qualités du tour CNC en y ajoutant l'axe rotatif. Pour un fonctionnement sans problème sur des surfaces cylindriques, la pièce à usiner et l'outil de coupe peuvent être soumis à une rotation. Là encore, vous ne pouvez remonter le matériau qu'une seule fois pour opérer sur un bloc et graver des motifs identiques sur toutes les surfaces. Au lieu de cela, les 4 axes peuvent vous faciliter la tâche. Dans une telle situation, vous devez soumettre la pièce à une rotation vers la surface suivante, couper la fonction dessus et passer à la surface suivante. Cela permet donc d'économiser du temps et des efforts.
Enfin, les machines 5 axes sont les plus efficaces et productives ; ils sont utilisés dans les secteurs médical, aérospatial, pétrolier et gazier et dans la fabrication de pièces mécaniques. Il est idéal pour manipuler des machines complexes et de haute qualité. Dans le cas des machines CNC à 5 axes, on constate que le matériau/la pièce peut tourner dans toutes les directions possibles. Ainsi, les possibilités d'opération augmentent également, permettant ainsi la gravure de motifs complexes sans les tracas du remontage.
Si vous êtes confronté à une confusion quant au choix entre ces différents types de machines, vous pouvez prendre en compte les facteurs suivants : le budget et les exigences. Si vous êtes prêt à investir et avez besoin d'une machine très efficace et avancée, alors la machine à 5 axes devrait sans aucun doute être le premier choix car elle offre une plus grande flexibilité qu'une machine à 4 axes et promet plus de précision qu'une machine à 3 axes. De plus, il permet une programmation de niveau avancé de pièces complexes avec une VMC 5 axes, contrairement à une VMC 4 axes. En revanche, si vous adhérez à un budget strictement inférieur et recherchez quelque chose de moins compliqué, il est judicieux d'opter pour des machines 3 ou 4 axes.
Pensée d'adieu
Cet article met en évidence les différents types de machines CNC et les différences entre les machines 3 axes, 4 axes et 5 axes ainsi que leurs caractéristiques. Si vous envisagez d'investir dans ces machines CNC, vous pouvez recourir à des noms fiables comme Yansen et consulter leur site Web pour plus de détails.
Tél : +86-592-6682467
WhatsApp : +86-18359729483
E-mail : info@cncyangsen.com
Adresse : No. 586-590 Shanbian Rd. Dongfu Industrial Zone Haicang Dist, Xiamen, Fujian Province, China 361027
ÉTIQUETTES CHAUDES :
centre d'usinage horizontal fraiseuse horizontale centre d'usinage vertical Machine CMH Machine VMC Fraiseuse CNC© 2024 Usinage CNC Top 1 Fabricant dans le Fujian Tous les droits sont réservés.
