Les tours CNC sont conçus pour faire tourner et façonner des matériaux à l'aide d'outils de coupe précis. Le nombre d'axes de la machine détermine la complexité de la géométrie de la pièce. Comprendre la configuration des axes est essentiel pour choisir un tour adapté à votre application.
Les tours CNC de base fonctionnent avec deux axes : X et Z. Ils prennent en charge les tâches standard de tournage, de surfaçage et d'alésage. Pour de nombreuses pièces cylindriques, cette configuration à deux axes est efficace et économique.
Les tours CNC plus avancés incluent des axes supplémentaires comme C et Y. Ceux-ci permettent l'usinage rotatif, le fraisage décentré et le transfert de pièces. Les tours multiaxes améliorent la flexibilité, réduisent les temps de réglage et prennent en charge la production de composants complexes.
Les tours CNC possèdent deux axes fondamentaux : X et Z. L'axe Z gère le positionnement de l'outil sur la longueur de la pièce, parallèlement à la broche. L'axe X est perpendiculaire, pénétrant ou reculant dans la matière. Ensemble, ils permettent un tournage et un dressage précis.
Cette combinaison 2 axes est particulièrement adaptée aux pièces cylindriques simples. Elle complète des fonctions de base telles que le rainurage, l'alésage et le filetage. La plupart des tours d'entrée de gamme peuvent être basés sur cette conception grâce à sa rapidité et sa précision lors des opérations d'usinage répétitives. Elle offre également une grande stabilité pour les grandes séries.
Tours CNC Des axes supplémentaires permettent de réaliser des conceptions avec des pièces complexes. Ces machines effectuent le tournage traditionnel associé au fraisage et au perçage. Ce mouvement supplémentaire ouvre la voie à l'usinage multi-surfaces et réduit le nombre de réglages secondaires.
L'axe C intègre la rotation de la broche. Il lui permet d'effectuer un positionnement contrôlé ou un mouvement constant lors de l'usinage. Il permet l'usinage de détails tels que des méplats, des trous ou des rainures sur la surface extérieure. Des outils tels que des fraises ou des forets peuvent désormais être utilisés sur la pièce rotative.
Les tours à axe C sont adaptés à la réalisation de formes hexagonales, de motifs de perçage ou de rainures fines. Ils minimisent les transferts de pièces et améliorent l'ajustement des caractéristiques. De nombreux tours à outils motorisés utilisent cet axe pour des travaux hybrides.
L'axe Y facilite le mouvement vertical de l'outil de coupe. Il lui permet d'entrer et de sortir de la broche. Ce mouvement supplémentaire permet de réaliser des fraisages et des rainurages décentrés.
Un tel axe est nécessaire pour les pièces comportant des poches latérales ou des trous taraudés. Il évite ainsi le déplacement manuel de la pièce dans la machine. Il réduit également les erreurs de réglage et améliore la vitesse d'usinage des pièces à plusieurs caractéristiques.
Outre les axes X, Z, Y et C, les tours complexes sont multiaxes. Ces machines sont développées sur une plateforme très complexe, à deux ou plusieurs faces. Elles offrent un meilleur contrôle, une meilleure précision des pièces et une plus grande flexibilité d'usinage.
L'axe B permet la rotation des outils selon un angle variable. Il offre un contrôle total de l'orientation de l'outil lors de la coupe. Il est particulièrement utile pour les trous inclinés, les bords biseautés ou les surfaces de contour.
Il élimine les inclinaisons manuelles ou les montages spéciaux. L'usinage en angle, et heureusement, en composite, est grandement facilité. L'axe B offre une flexibilité pour les pièces multi-fonctions et minimise les changements de configuration.
Certains tours sont équipés de broches principales et secondaires. La seconde broche saisit la pièce et se déplace automatiquement. Cela permet d'usiner la face arrière sans intervention humaine.
Cela accélère le flux de marchandises et réduit les temps de manutention. Les deux faces d'une pièce peuvent être traitées en une seule configuration. Cette configuration est idéale pour les pièces nécessitant une symétrie des deux côtés.
Les tours multi-tourelles sont équipés de deux tourelles de coupe ou plus. Ces tourelles peuvent travailler sur des pièces identiques, voire sur des outils différents. Les mouvements, tels que le tournage et le perçage, peuvent être effectués simultanément.
Cela améliore l'efficacité des cycles et réduit les temps de production. Selon la configuration, chaque tourelle peut être équipée d'outils motorisés ou fixes. Elle permet de réaliser parfaitement des travaux complexes et de grande envergure.
Les tours haut de gamme intègrent davantage d'axes aux systèmes 5 axes actuels. Ils permettent à l'outil de se déplacer en X, Y, Z et de tourner sur deux plans supplémentaires. Le résultat est un usinage de contour complet en une seule passe.
Ce principe est également essentiel dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'énergie ou des pièces médicales. Il minimise les erreurs humaines et améliore l'uniformité dimensionnelle. Les tours (5 axes) sont conçus pour être complets, précis et hautement productifs.
La configuration d'axe appropriée d'un tour CNC dépend de plusieurs variables : la géométrie de la pièce, les tolérances, les objectifs de temps de cycle et la complexité de l'outillage. Chaque configuration d'axe offre des capacités variées pour répondre aux différentes exigences de production.
Plus la géométrie de la pièce est complexe, plus le nombre d'axes requis est élevé. Les pièces sans caractéristiques latérales peuvent être tournées comme des cylindres sur des machines 2 axes. Les rainures, les coupes angulaires ou les perçages radiaux nécessitent en revanche un contrôle de mouvement supplémentaire.
L'usinage sur tours multiaxes réduit le nombre de repositionnements manuels. Cela améliore la coïncidence et la précision dimensionnelle. L'objectif est d'établir la correspondance entre le mouvement de la machine et la complexité des caractéristiques.
Lorsque le travail exige de la précision, comme dans l'industrie aéronautique ou médicale, la stabilité est essentielle. Les tours multiaxes limitent la manipulation des pièces, minimisant ainsi l'empilement des tolérances. Cela garantit une uniformité sur de nombreuses surfaces.
L'usinage rapide basé sur un parcours d'outil précis est simplifié lorsque la pièce ou l'outil peut se déplacer dans plusieurs plans. L'amélioration du contrôle permet des tolérances plus strictes et répétables.
Chaque nouvelle configuration représente un risque et prend du temps. Les tours multiaxes fusionnent les fonctions en une seule configuration, éliminant ainsi les erreurs de remontage et la main-d'œuvre.
Le travail en continu est assuré par deux broches et tourelles. Malgré la complexité de la programmation initiale, le résultat est une cadence plus rapide et un prix unitaire réduit.
Certains matériaux, comme le titane ou les alliages trempés, nécessitent moins de réglages en raison de l'usure des outils. Grâce au mouvement multiaxes, il est possible d'usiner en une seule passe, ce qui réduit les contraintes sur le matériau.
À l'inverse, les plastiques peuvent se plier ou se déformer. Pour eux, un agencement mécanique des axes pourrait être efficace et moins risqué avec des dispositifs d'alimentation simples.
La fabrication contemporaine exige précision, rapidité et flexibilité de conception. Les tours CNC multiaxes répondent à ces besoins dans de nombreux secteurs. Ils contribuent à réduire les temps de cycle et à améliorer la finition et les dimensions des surfaces.
Les composants aérospatiaux sont fréquemment usinés sur une machine 5 axes. Il s'agit de pièces de turbine, de carters et d'actionneurs. Ces pièces se caractérisent par des caractéristiques telles que des contre-dépouilles, des brides et des surfaces à rayon serré.
Ces formes peuvent être réalisées sur des tours multiaxes en un seul tour. Cela améliore la précision et la traçabilité. Tolérances strictes et matériaux hautes performances sont ici la règle.
Les implants orthopédiques, les instruments chirurgicaux et les pièces dentaires doivent être d'une précision parfaite. Les tours multiaxes permettent de réaliser des formes géométriques complexes et des finitions lisses.
Grâce au mouvement simultané, il est possible de créer une fonction sans repositionner les pièces. Cela élimine les risques de contamination et de conformité dimensionnelle.
L'automobile utilise une combinaison de composants simples et complexes, tels que des arbres, des bagues, des ébauches d'engrenages et des connecteurs.
Les tours multiaxes permettent de passer rapidement d'une fonction à une autre, minimisant ainsi les changements d'outils, les réglages et les coûts unitaires en production de masse.
Dans le secteur de l'énergie, les vannes, les corps de pompe et les carters de turbine sont souvent lourds et de forme irrégulière. Ces composants nécessitent des matériaux difficiles à usiner, comme l'acier inoxydable ou les superalliages.
Les machines multiaxes permettent des coupes précises et grossières. Elles minimisent également les risques liés à la manipulation de pièces lourdes et volumineuses.
Les tours CNC multiaxes offrent bien plus qu'un simple mouvement supplémentaire. Ils améliorent la précision, font gagner du temps et réduisent le post-traitement. Pour les fabricants, cela se traduit par une plus grande efficacité et des coûts unitaires réduits.
Il arrive que des pièces complexes doivent être usinées sur plusieurs faces. Un tour multiaxes minimise le nombre de réglages grâce à plusieurs opérations réalisées en un seul cycle.
Moins il y a de manipulations, moins il y a de problèmes d'alignement. Cela permet des tolérances serrées et une meilleure répétabilité pièce à pièce.
Les pièces sont finies plus rapidement grâce au mouvement simultané des outils. Les possibilités d'outillage motorisé et de tourelle permettent également le perçage, le fraisage et le tournage en une seule installation.
Cela réduit le temps de changement d'outil et augmente le temps de broche. Cela permet de réduire les délais d'exécution, notamment en cas de commandes à forte diversité et de faible volume.
Les pièces à trous inclinés, les pièces en contre-dépouille ou les pièces à profils irréguliers sont les plus avantageuses. Les axes supplémentaires facilitent la transition vers des géométries complexes.
Aucune fixation ni réorientation personnalisée n'est nécessaire. Tous les éléments sont usinés avec précision pour s'harmoniser les uns avec les autres.
Les tours CNC multiaxes ne se limitent pas à des mouvements supplémentaires. Ils nécessitent l'intégration de mécanismes spécifiques et d'une gestion informatique. Grâce à l'équilibre entre matériel et logique, ces machines sont puissantes et polyvalentes pour la configuration de pièces complexes.
Les systèmes d'entraînement des axes, la broche, la tourelle et le porte-outil doivent être en harmonie. Tous les mouvements sont synchronisés en temps réel. Cela permettra d'éviter les collisions et d'assurer la précision des pièces. La conception de cette machine doit également garantir sa stabilité lors de déplacements à grande vitesse.
Les contrôleurs CNC sont également essentiels. Les tours les plus récents intègrent des contrôleurs multicanaux qui contrôlent les parcours d'outils, les vitesses et les avances sur plusieurs axes. Après avoir calculé le mouvement angulaire, le positionnement et les temps de pause, ces systèmes effectuent les calculs en quelques millisecondes.
Les tours multiaxes modernes offrent des caractéristiques d'évacuation efficace des copeaux, de contrôle thermique et de réduction du jeu. Ces spécifications de conception permettent aux fabricants d'augmenter la vitesse sans compromettre la tolérance. Les tours de haute qualité sont équipés de boucles de rétroaction servo et de diagnostics en temps réel pour améliorer la disponibilité et anticiper la maintenance.
Le réglage de l'outillage est essentiel au bon fonctionnement d'un tour CNC. Il doit être adapté aux capacités de la broche, à la course des axes et à la complexité de la pièce lors d'un usinage multiaxes. Le choix d'outils adaptés garantira précision, régularité et longévité.
Les porte-outils doivent être compatibles avec les charges multidirectionnelles. L'utilisation simultanée d'outils rotatifs et statiques s'accompagne de forces différentes. Les porte-outils à tolérances serrées présentent une faible vibration et une excellente tenue.
Les pinces et les blocs d'outils modulaires sont interchangeables et sans accroc. Ils optimisent la production sur les tours multi-tourelles ou à outils motorisés.
L'outillage motorisé permet le perçage latéral, le taraudage ou le rainurage de pièces tournées. La rotation de la pièce n'est pas la seule source d'énergie qui entraîne les outils, mais plutôt l'utilisation de la tourelle ou de la broche.
Cela permet d'obtenir des détails sur des surfaces non centrales sans avoir à démonter la pièce. Cela permet de gagner du temps lors de la configuration et de minimiser les erreurs de manipulation.
Les axes ajoutés permettent aux outils d'effectuer des mouvements complexes. Le jeu est important pour éviter les collisions ou les désalignements.
Un réglage correct des longueurs d'outil garantit l'absence de dépassement ou de collision avec le dispositif. Dans les applications multiaxes, l'étalonnage du décalage d'outil doit être précis.
Les parcours d'outils sont également simulés dans le logiciel FAO avant la découpe. Cet outil de vérification vérifie les angles d'engagement, les zones d'interférence et les taux d'enlèvement de matière.
La simulation réduit le nombre d'essais, le gaspillage et les modifications de programme. Elle est indispensable pour les pièces à haute tolérance ou multi-surfaces.
Les tours CNC avancés nécessitent un support logiciel performant pour gérer les parcours d'outils, la coordination des axes et la simulation de mouvement. Une intégration FAO efficace garantit précision, sécurité et productivité à toutes les étapes d'usinage.
Les tours multiaxes nécessitent un logiciel de FAO prenant en charge le tournage et le fraisage. Les plateformes produisent des parcours d'outils synchronisés sur les axes de rotation et de mouvement.
Ils permettent également aux programmeurs de visualiser les modèles avant le début des coupes. La FAO permet de gagner du temps de configuration et d'améliorer la précision de la programmation en général.
Chaque marque de machine possède un format de code (post-processeur) différent. Dans le cas des tours multi-axes, le post-traitement doit permettre de faciliter la synchronisation de la tourelle et de la broche.
Des fichiers de post-traitement appropriés garantissent que le code G correspond au mouvement de la machine. Cela évite les ratés d'allumage ou les omissions d'opérations lors de la production utilisant les outils.
Les plateformes FAO affichent à l'écran le mouvement simulé de chaque outil. Cela permet de détecter rapidement toute collision du porte-outil, toute surcourse ou tout désalignement.
Cette simulation est particulièrement utile pour l'usinage multi-surfaces. Elle sécurise l'usinage avant même le démarrage de la machine.
Les jumeaux numériques sont des copies virtuelles de machines réelles utilisées par certains systèmes. Ils contribuent au contrôle adaptatif ainsi qu'à la validation des parcours d'outils.
La machine régule les avances et les arrêts d'avance en temps réel. Elle améliore la précision et prévient l'usure prématurée des outils.
Les contrôles qualité sont essentiels à l'usinage de précision. Dans le tournage CNC multiaxes, le contrôle qualité vise à maintenir les dimensions, l'état de surface et la précision des tolérances. Des méthodes d'inspection éprouvées assurent la sécurité de la production et le respect des normes industrielles.
Les tours CNC contemporains sont équipés de palpeurs et de détecteurs laser. Ces outils permettent de mesurer les pièces en cours d'usinage, sans interruption du cycle machine.
Il permet de détecter les erreurs dimensionnelles à temps et d'éviter les gaspillages. Le retour d'information tout au long du processus améliore la gestion des caractéristiques importantes.
Après l'usinage, il faut utiliser des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT). Elles contrôlent les formes complexes, la concentricité et les tolérances serrées.
Les pièces sont visualisées à l'aide de modèles 3D et mesurées en plusieurs points. Cela permet de garantir que les produits finis répondent aux spécifications de conception.
Les outils de contact ou optiques permettent de tester la rugosité de surface. Leur importance est essentielle pour les surfaces de contact, les joints ou les pièces aérospatiales.
Le tournage multiaxes permet d'obtenir des finitions de meilleure qualité et avec moins d'étapes. Les équipes qualité veillent à ce que les valeurs Ra adéquates soient toujours atteintes.
Tous les lots de pièces bénéficient d'un numéro de suivi et de rapports qualité. Ces rapports comprennent le contrôle des dimensions, l'enregistrement des matériaux et l'enregistrement de l'utilisation des outils.
Les clients des secteurs médical, de la défense et de l'aérospatiale sont soucieux de la traçabilité. Celle-ci permet de vérifier la qualité de la matière première jusqu'à la livraison des pièces.
Les tours CNC multiaxes simplifient l'usinage de pièces complexes avec moins de réglages. Ils permettent de gagner du temps, d'améliorer la précision et de réduire le recours à des montages supplémentaires. Que vous travailliez le métal ou le plastique, ces machines gèrent des formes détaillées sans ralentir la production.
Avec les bons outils, logiciels et contrôles qualité, les fabricants peuvent obtenir des résultats de haute précision à chaque production. L'usinage multiaxes est un choix judicieux pour les industries exigeant des tolérances strictes et des performances fiables.
Q1. Pourquoi utiliser un tour CNC multiaxes ?
Il permet d'usiner différentes caractéristiques en une seule configuration, ce qui permet de gagner du temps et d'améliorer la précision. Cela se traduit également par une réduction des étapes de manipulation et une meilleure homogénéité des pièces du début à la fin.
Q2. Est-ce que cela fonctionne pour les pièces complexes ?
Oui, les tours multiaxes traitent facilement les angles, les courbes et les zones difficiles d'accès. Ils sont parfaits pour les pièces nécessitant normalement plusieurs machines ou processus.
Q3. Quels matériaux peut-il couper ?
Il fonctionne avec des métaux comme l'aluminium, l'acier et le titane, ainsi qu'avec les plastiques techniques. Un outil et des réglages de vitesse adaptés garantissent des résultats nets sur les matériaux tendres comme durs.
Q4. Ai-je besoin d'un logiciel spécial ?
Oui, les logiciels de FAO aident à planifier les parcours d'outils et à prévenir les erreurs lors de la coupe. Ils simulent également le mouvement pour détecter tout problème avant le début de l'usinage.
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