L'usinage CNC est considéré comme le processus le plus important dans la plupart des processus de fabrication, quel que soit le secteur ou la région du monde. Différents types de machines et d'outils CNC permettent des processus d'usinage efficaces, qu'il s'agisse de découper les matériaux supplémentaires, de façonner les matériaux de fabrication ou de permettre la créativité dans les produits finaux fabriqués.
L'usinage CNC, ou usinage à commande numérique par ordinateur, est un procédé de fabrication additive qui permet la découpe, l'écaillage, le tournage, le fraisage, le meulage, le laser, etc., à l'aide de différents outils et machines. Avant que l’usinage CNC ne marque la révolution industrielle, les machines CNC étaient déjà utilisées dans les processus de fabrication du monde entier.
L'opération de fraisage était également l'un des processus les plus largement utilisés utilisant des couteaux rotatifs pour enlever des matériaux en faisant avancer les couteaux dans les pièces à usiner. Les outils seraient déplacés autour d'un ou plusieurs axes pour obtenir les résultats souhaités.
Avec l’avènement des processus CNC, les fraiseuses ont également été transformées et différents types de fraiseuses ont été introduits. Dans l'article d'aujourd'hui, nous parlerons des fraiseuses CNC horizontales et verticales, des opérations effectuées sur différentes fraiseuses et du processus et de la fraiseuse adaptés à certaines opérations.
Alors allons-y.
Pour commencer, nous expliquerons le fraiseuse CNC horizontale.
Le mot horizontal suggère que la fraiseuse est orientée horizontalement pour travailler sur la pièce. Les fraises cylindriques rotatives sont orientées horizontalement pour se déplacer le long de cinq axes maximum afin d'effectuer différents processus et opérations de fabrication.
La fraiseuse horizontale est également connue sous le nom de centre d'usinage horizontal (HMC), et le principal avantage d'une telle orientation de l'outil de coupe est la chute naturelle et sûre des copeaux produits à la suite de l'usinage. En raison de sa puissance d'usinage plus élevée, les travaux de gros volume sont généralement plus pratiques à réaliser avec des centres d'usinage horizontaux.
Examinons les opérations et le fonctionnement des fraiseuses CNC horizontales. Les opérations de base restent les mêmes avec les pièces de papeterie et les outils rotatifs. Cependant, c’est l’orientation de l’outil de coupe qui fait la différence majeure.
Pourquoi une fraiseuse CNC horizontale est-elle utilisée, ou de manière plus appropriée, quels sont les avantages d'une fraiseuse CNC horizontale dans les processus de fabrication ?
Comme mentionné précédemment, la puissance d'usinage plus élevée est l'une des principales raisons pour lesquelles les fraiseuses horizontales sont préférées pour les opérations à gros volume. Les autres avantages offerts par les fraiseuses CNC horizontales sont les suivants :
1. Les fraiseuses CNC horizontales permettent une chute sûre et naturelle des copeaux résultant de la coupe.
2. Vous pouvez effectuer des coupes plus lourdes et plus profondes avec des fraiseuses CNC horizontales.
3. La capacité de gérer divers angles permet également d'utiliser des fraiseuses horizontales pour traiter des formes complexes. Vous pouvez utiliser différents modules complémentaires et faire le travail efficacement.
4. La productivité globale est également plus élevée dans les broyeurs horizontaux en raison d'une meilleure évacuation des copeaux, de la gestion de gros volumes et de formes complexes. Par conséquent, la plupart des entreprises manufacturières utilisent des centres d’usinage horizontaux dans leurs processus de fabrication.
Fraiseuse CNC verticale est réputé pour sa simplicité dans l'exécution des processus et des opérations d'usinage. Comme indiqué pour les fraiseuses horizontales, l'outil de coupe est orienté verticalement dans le centre d'usinage vertical (VCM). Le broyeur est pratique pour les tâches et les coupes plus simples.
Le principe de fonctionnement d'une fraiseuse verticale est similaire à celui d'une fraiseuse horizontale où la pièce reste stationnaire et l'outil de coupe tourne selon certains angles pour obtenir le rendement souhaité de la machine. En outre, la broche d'une fraiseuse CNC verticale peut monter et descendre en appuyant contre la pièce lors de l'élimination des matériaux indésirables.
Il existe une séparation supplémentaire entre les types de fraiseuses CNC verticales utilisées dans l'industrie manufacturière. Les fraiseuses à tourelle sont utilisées pour travailler sur des pièces plus petites, et les fraiseuses à banc sont des fraiseuses traditionnelles utilisées pour les fonctions de fraisage conventionnelles telles que le rainurage, l'alésage, etc.
Quels sont les avantages ou les utilisations des fraiseuses CNC verticales ?
Les principaux avantages de l'utilisation de fraiseuses CNC verticales dans différents processus de fabrication sont les suivants :
1. Fraiseuses CNC verticales sont un choix plus populaire dans l’industrie manufacturière que les usines CNC horizontales. La raison de cette popularité est la disponibilité dans l’ensemble de l’industrie.
2. Les fraiseuses CNC verticales nécessitent moins de maintenance, ce qui peut contribuer à réduire les coûts des fraiseuses pour les processus de fabrication.
3. Un autre avantage de l'utilisation d'une fraiseuse CNC verticale est qu'elle est mieux adaptée à la production en faible volume. Par conséquent, les centres de fraisage verticaux sont les mieux adaptés si vous avez besoin d'une fraiseuse CNC pour de petites quantités ou des travaux plus rapides pour de tels travaux.
Nous avons discutéle bref aperçu des fraiseuses CNC horizontales et verticales. Nous avons également parlé des utilisations de chaque type de centre d'usinage. Discutons des principales différences entre les deux centres d'usinage afin que vous puissiez décider lequel est le meilleur pour certaines tâches.
La première différence entre les fraiseuses horizontales et verticales est l'orientation de la broche. C'est probablement la différence la plus significative, car l'orientation de la broche indiquera comment la fraise interagit avec la pièce à usiner.
Comme son nom l'indique, la broche est orientée verticalement dans une fraiseuse CNC verticale et horizontalement au centre horizontal. Cependant, les centres d'usinage verticaux offrent une meilleure précision, et les centres d'usinage horizontaux sont réputés pour la profondeur des opérations sur les pièces.
Une autre différence significative entre la fraiseuse CNC verticale et la fraiseuse CNC horizontale est la géométrie de l'outil dans chaque configuration. Une fraiseuse CNC horizontale dispose d'outils plus courts et plus épais qui permettent des coupes plus profondes et sont capables de travailler efficacement sur de grandes pièces grâce à cette propriété.
D’un autre côté, les fraiseuses CNC verticales sont livrées avec des outils cylindriques longs et fins. Cela implique une grande précision et exactitude dans les travaux de coupe effectués avec des fraiseuses CNC verticales.
Nous avons déjà discuté un peu des coûts et de la maintenance des deux centres d'usinage dans différentes industries manufacturières. Mais c’est aussi une des différences entre les deux configurations que les constructeurs et les industriels doivent connaître.
Les fraiseuses CNC verticales sont généralement plus rentables, que ce soit en termes de coût d'acquisition ou de coût de maintenance. C’est la raison pour laquelle la plupart des régions du monde utilisent des fraiseuses CNC verticales. Cependant, le coût d’acquisition et de maintenance dans le cas des fraiseuses CNC horizontales est élevé. C'est pourquoi certaines industries avec des travaux à gros volume et des pièces plus volumineuses utilisent des broyeurs horizontaux.
Les fraiseuses CNC horizontales et verticales diffèrent également par leur taux d'enlèvement de matière ou ce que nous appelons habituellement la vitesse de travail. Si vous recherchez un taux d’enlèvement de matière plus rapide et meilleur, les fraiseuses CNC horizontales sont mieux adaptées. La stabilité et la capacité de réaliser des coupes plus profondes rendent ces HCM meilleurs pour un taux d'enlèvement de matière plus élevé.
D'un autre côté, les fraiseuses CNC verticales sont préférées pour des opérations spécifiques comme le rainurage et le dressage, qui ne nécessitent pas de coupes plus profondes ni d'enlèvement de matière. En général, le taux d'enlèvement de matière est plus élevé pour les fraiseuses CNC horizontales que pour leurs homologues verticales.
L'usinage des côtés des fraiseuses CNC horizontales et verticales est également l'une des différences significatives entre les deux configurations de fabrication. Cela implique le nombre d'angles et de côtés que vous êtes autorisé à travailler sur la pièce dans chaque configuration.
Alors, quelle est la difference? Et lequel est le meilleur ?
De manière inhérente, vous bénéficiez d'une plus grande exposition au travail sous différents angles et côtés de la pièce avec les centres d'usinage horizontaux. Cela rend HCM plus adaptable et capable de gérer des tâches personnalisées et complexes sur différentes pièces.
D’un autre côté, les fraiseuses CNC verticales sont généralement connues pour travailler sur un seul plan. Les modules complémentaires et fonctionnalités disponibles dans le cas de HCM ne sont pas disponibles pour les fraiseuses CNC verticales. Par conséquent, le nombre d’opérations pouvant être effectuées sur les fraiseuses verticales est inférieur à celui des centres d’usinage horizontaux.
La prochaine différence entre les fraiseuses horizontales et verticales est l'évacuation des copeaux. L'évacuation des copeaux explique dans quelle mesure les copeaux résultent de la découpe et de l'enlèvement de matériaux de la pièce en construction.
Comme la plupart des autres aspects, les fraiseuses CNC horizontales sont meilleures en termes de processus d'évacuation des copeaux et de sécurité. Si vous utilisez des fraiseuses CNC verticales, les copeaux resteront sur l'espace de la pièce à usiner. Cela entraînera une efficacité moindre et des défauts affectant l’expérience globale de l’usinage vertical. Cela nécessitera également un post-traitement pour éliminer les restes de puces.
Alternativement, le processus d'évacuation des copeaux dans les centres d'usinage horizontaux est meilleur. Les copeaux résultant des processus d'usinage sont rejetés de l'espace de la pièce à usiner, ce qui permet d'obtenir une meilleure finition usinée.
Quel type de configuration de fraiseuse CNC est le plus polyvalent pour différents processus d'usinage ?
La réponse réside dans les fraiseuses CNC verticales.
Pourquoi?
La polyvalence explique combien de tâches peuvent être réalisées dans les centres d'usinage et lesquelles sont plus rapides. Avec les fraiseuses CNC verticales, vous pouvez rapidement transformer l'alésage en perceuse à colonne, ce qui est inhabituel pour les machines CNC horizontales. Les fraiseuses verticales sont donc plus capables de s’adapter au travail sur mesure, à la gravure, au prototypage, etc.
Nous avons déjà parlé de la précision des fraiseuses CNC. Cependant, laquelle des deux configurations est la plus précise dans les opérations effectuées ?
La précision et la durabilité des fraiseuses CNC horizontales sont meilleures pour les coupes plus profondes. Cependant, la précision des fraiseuses CNC verticales est meilleure dans les coupes peu profondes et l’enlèvement de matière.
Les fabricants souhaitent davantage savoir quelle fraiseuse CNC est la mieux adaptée aux tâches spécifiques qu’ils souhaitent effectuer. Voyons donc quelles spécifications et exigences de travail rechercher pour décider quelle fraiseuse CNC convient à un travail spécifique.
Chaque type d’installation d’usine a en effet ses propres avantages et inconvénients. Une usine CNC pourrait être meilleure pour un travail, et l'autre pourrait gagner pour un autre travail. Par conséquent, vous devez définir les besoins spécifiques, les matériaux, etc., avant de décider quelle fraiseuse CNC est la meilleure.
Un certain travail pourrait être mieux réalisé avec les centres d'usinage horizontaux. Dans le même temps, les opérations de base de perçage et de rainurage pourraient être mieux réalisées avec les broyeurs à lit. De même, les fraiseuses à tourelle sont mieux adaptées au moulage et à l'alésage de pièces comportant beaucoup de cavités. Aucun des deux types de fraiseuses CNC verticales n’est recommandé pour les pièces plus grandes.
Voici donc les éléments auxquels vous devez répondre pour décider de la bonne configuration de fraiseuse CNC :
1. Quels matériaux allez-vous utiliser pour différentes opérations dans les usines CNC ?
2. Quelle précision attendez-vous du travail à effectuer ?
3. Qu'est-ce que tu cherches? Allez-vous lancer des séries uniques ou une production ?
4. Quelles sont les dimensions et les angles des pièces sur lesquelles vous souhaitez travailler ? Quelle fraiseuse CNC est la mieux adaptée au nombre de dimensions que vous recherchez ?
5. Quel est votre budget et vos attentes en matière de coûts, et comment souhaitez-vous l'utiliser pour certains travaux ? Si vous avez un travail moins étendu avec un petit budget, les fraiseuses CNC verticales sont mieux adaptées, et vice versa.
6. Disposez-vous de l'infrastructure adéquate pour installer la bonne fraiseuse CNC dans votre configuration ?
7. Vos programmeurs et opérateurs sont-ils bien formés pour faire fonctionner de nouvelles machines et ont-ils suffisamment de connaissances en FAO/CAO ?
8. Vous recherchez des travaux généraux de découpe et d'alésage ou souhaitez des découpes complexes et personnalisées sur des pièces ?
Ces questions sont exactement ce dont vous avez besoin pour commencer pour les fraiseuses CNC. Vous pouvez en outre avoir des séances avec les experts et décider lequel vous convient le mieux.
| Fraiseuse CNC verticale | Fraiseuse CNC horizontale |
Orientation de la broche | La broche est orientée verticalement dans une fraiseuse CNC verticale qui offre une meilleure précision. | La broche est orientée horizontalement dans le centre de fraisage horizontal, offrant plus de contrôle pour les coupes profondes et l'usinage. |
Géométrie de l'outil | Les fraiseuses CNC verticales sont livrées avec des outils cylindriques longs et fins, ce qui implique une grande précision et exactitude dans les travaux de coupe. | Une fraiseuse CNC horizontale dispose d'outils plus courts et plus épais qui permettent des coupes plus profondes et sont capables de travailler efficacement sur de grandes pièces. |
Coût | Les fraiseuses CNC verticales sont généralement plus rentables, que ce soit en termes de coût d'acquisition ou de coût de maintenance. | Le coût d’acquisition et de maintenance dans le cas des fraiseuses CNC horizontales est élevé. |
Taux d'enlèvement de matière | Le taux d'enlèvement est plus faible dans les fraiseuses CNC verticales. | Le taux d'enlèvement de matière est plus élevé dans les fraiseuses CNC horizontales. |
Évacuation des copeaux | Dans les fraiseuses CNC verticales, les copeaux resteront sur l'espace de la pièce à usiner. Cela entraînera une efficacité moindre et des défauts affectant l’expérience globale de l’usinage vertical.
| Le processus d'évacuation des copeaux dans les centres d'usinage horizontaux est meilleur. Les copeaux résultant des processus d'usinage sont rejetés de l'espace de la pièce à usiner, ce qui permet d'obtenir une meilleure finition usinée.
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Usinage des côtés | Les fraiseuses CNC verticales sont généralement connues pour travailler sur un seul plan. | Vous bénéficiez d'une plus grande exposition au travail sous différents angles et côtés de la pièce avec les centres d'usinage horizontaux. |
Polyvalence | Les fraiseuses verticales peuvent s'adapter au travail sur mesure, à la gravure, au prototypage, etc.
| Vous pouvez rapidement transformer l'alésage en perceuse à colonne, ce qui est inhabituel pour les machines CNC horizontales.
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Précision | La précision des fraiseuses CNC verticales est meilleure dans les coupes peu profondes et l'enlèvement de matière. | La précision et la durabilité des fraiseuses CNC horizontales sont meilleures pour les coupes plus profondes.
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Les fraiseuses CNC ont été révolutionnées au cours des deux dernières décennies pour faciliter l'usinage. Les deux types de fraiseuses CNC offrent des avantages de production qui peuvent différer les uns des autres. Essentiellement, les deux centres d'usinage se complètent pour obtenir des pièces découpées et fabriquées avec précision avec différentes profondeurs, dimensions et exigences de coupe.
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