Qu'est-ce qu'un centre d'usinage CNC et comment ça marche ?

Le centre d'usinage CNC est l'un des équipements d'usinage CNC les plus couramment utilisés. CNC signifie «Computer Numerical Control», et ces machines utilisent des technologies assistées par ordinateur pour automatiser des processus tels que la coupe, le perçage et le routage d'une large gamme de matériaux, notamment le bois, le plastique, les composites et les métaux.

L'usinage CNC est un processus utilisé dans l'industrie manufacturière qui implique l'utilisation de machines-outils CNC (à commande numérique par ordinateur) pour couper et façonner le matériau dans des formes et des tailles précises. Les centres d'usinage CNC sont généralement des fraiseuses CNC, des tours CNC, des routeurs CNC ou des découpeurs plasma CNC qui sont programmés avec des instructions codées pour exécuter un travail particulier. La machine-outil CNC lit ces instructions et utilise ses outils de coupe pour couper l'excédent de matériau, créer des pièces et des composants de précision et produire un produit fini selon des spécifications prédéterminées. L'usinage CNC peut être utilisé pour tout, du prototypage de nouveaux produits à la production en série de pièces identiques pour des applications industrielles. Il est largement utilisé dans des industries telles que l'aérospatiale, l'automobile, les appareils médicaux, les produits de consommation et l'électronique.

Axes X Y et Z sur les machines CNC

Un centre d'usinage CNC est une machine-outil utilisée pour le contrôle automatisé de processus de fraisage très complexes et précis. Il se compose généralement de trois axes : les axes x, y et z. L'axe x s'étend sur la longueur du banc de la machine, tandis que l'axe y se déplace sur sa largeur et l'axe z est perpendiculaire aux deux. Les trois axes sont mécanisés et alimentés par des servomoteurs, permettant un contrôle précis des opérations d'usinage.

L'axe z est responsable du contrôle de la profondeur de coupe sur l'outil de coupe, tandis que les axes x et y facilitent les mouvements de précision dans différentes directions. Le banc de la machine est équipé d'un gabarit ou d'un dispositif de production spécialisé pour maintenir la pièce en place. Le centre d'usinage est programmé avec un ensemble spécifique d'instructions qui lui indiquent quelles opérations effectuer et à quelle vitesse ou lenteur elles doivent être exécutées. Il exécute ensuite ces instructions, fonctionnant à des vitesses qu'il serait impossible à un opérateur humain d'atteindre à la main.

Les centres d'usinage CNC offrent de nombreux avantages par rapport aux méthodes de coupe traditionnelles, tels que des temps de cycle plus rapides, une plus grande précision, une plus grande répétabilité, moins d'usure des outils, une programmation et une configuration plus faciles et un besoin réduit de main-d'œuvre qualifiée. Les machines CNC peuvent également effectuer plusieurs opérations sur une pièce en une seule configuration, ce qui augmente encore plus l'efficacité. Les centres d'usinage CNC offrent une solution rentable aux entreprises qui cherchent à augmenter leur capacité de production, à réduire les déchets, à améliorer la qualité et à maintenir la précision de leurs opérations. Les centres d'usinage CNC sont un outil inestimable qui est utilisé dans de nombreuses industries différentes à travers le monde et ils sont devenus une partie intégrante de la fabrication moderne.

Composants d'un centre d'usinage

Différentes parties des centres d'usinage travaillent ensemble pour réaliser les tâches d'usinage souhaitées. La broche est la zone centrale de la broche. Composants de broche et de moteur, accouplements, mécanismes de verrouillage et produits lubrifiants pour courroies à haute durabilité. Les broches jouent un rôle crucial dans le fonctionnement d'une usine de fabrication car elles maintiennent les outils de coupe à grande vitesse. Les centres mécaniques abritant des moteurs synchrones à couplage direct sont connectés via un accouplement avec l'arbre de la broche et assurent la rotation de la broche. La broche d'une machine à accouplement direct est fixée par un verrou.

Les centres d'usinage CNC sont disponibles dans des configurations verticales, horizontales et universelles pour répondre aux besoins des différentes industries et applications. Les centres d'usinage verticaux sont généralement utilisés pour les petites pièces qui nécessitent une précision et une précision élevées, tandis que les centres d'usinage horizontaux offrent plus de rigidité et de puissance pour les pièces plus grandes. Les centres d'usinage universels peuvent offrir les avantages des machines verticales et horizontales et offrir une plus grande flexibilité en ce qui concerne la taille et la complexité des pièces. Les services d'usinage CNC doivent être choisis en fonction des exigences spécifiques de la production de composants ; la sélection d'une machine avec une capacité trop faible peut entraîner une diminution de l'efficacité ou des niveaux de précision inacceptables, entraînant des retouches coûteuses ou des composants éraflés.

Centre d'usinage horizontal

Un centre d'usinage horizontal (HMC) possède une broche verticale qui peut se déplacer latéralement et donc travailler dans l'ordre vertical. Les magasins d'outils peuvent contenir jusqu'à 100 ensembles d'outils à la fois et les changeurs automatiques de palettes (APC) se composent de 6 à 8 palettes, chacune remplaçant la précédente pour travailler sur plusieurs morceaux de papier. Centres d'usinage horizontaux ( HMC ) ainsi que machines 4e et 5e axes. La plupart comprennent des changeurs d'outils automatiques de 20 à plus de 500 outils. Centres d'usinage cinq axes permettent une large gamme de mouvements, ce qui lui permet d'accomplir des tâches complexes plus rapidement que d'autres outils d'usinage. Ce type de machine est capable de produire des formes complexes qui seraient extrêmement difficiles à réaliser avec des fraiseuses standard outours. Les HMC sont conçues pour être utilisées dans des environnements d'usinage de haute précision et à grande vitesse, tels que les industries automobile, aérospatiale et médicale. Les cinq axes permettent un degré de contrôle beaucoup plus élevé sur le positionnement de l'outil de coupe par rapport à la pièce qu'il ne serait possible avec seulement trois axes. De plus, les cinq axes permettent des taux d'enlèvement de matière plus rapides et une efficacité de processus améliorée. En utilisant la technologie d'usinage à cinq axes, les fabricants peuvent produire des pièces avec une plus grande précision et à des vitesses plus élevées que jamais auparavant. Les consoles HMC sont un outil puissant qui peut aider les fabricants à rester compétitifs sur le marché actuel.

Centre d'usinage vertical

Le centre d'usinage cnc vertical est le type de machine cnc le plus courant, avec une broche qui tourne verticalement le long de son axe. Cela le rend bien adapté aux opérations de perçage et de fraisage sur des surfaces planes telles que des plateaux de table. Centre d'usinage vertical Dans ce type de machine, plusieurs travaux peuvent être effectués en une seule configuration. La plupart des centres d'usinage verticaux ont trois axes, et certains ont la fonction d'une tête de broche qui peut être tournée sur un ou deux axes. le centre d'usinage vertical est le plus adapté au moule. Le centre d'usinage cnc horizontal a une broche qui tourne horizontalement et est mieux adapté à l'usinage de surfaces courbes. Les deux types de centres d'usinage cnc sont livrés avec une variété d'accessoires et d'outils de coupe pour leur permettre de manipuler différents types de matériaux, notamment les métaux, les plastiques, les composites, la céramique et le bois.

L'usinage CNC présente les avantages suivants

①Le nombre d'outillages est considérablement réduit et un outillage complexe n'est pas nécessaire pour le traitement de pièces aux formes complexes. Si vous souhaitez modifier la forme et la taille de la pièce, il vous suffit de modifier le programme de traitement de la pièce, qui convient au développement et à la modification de nouveaux produits.

②La qualité de traitement est stable, la précision de traitement est élevée et la précision de répétition est élevée, ce qui convient aux exigences de traitement des avions.

③Dans le cas d'une production multi-variétés et en petits lots, l'efficacité de la production est élevée, ce qui peut réduire le temps de préparation de la production, de réglage de la machine-outil et d'inspection du processus, et le temps de coupe est réduit grâce à l'utilisation de la quantité de coupe optimale .

④ Il peut traiter des profils complexes difficiles à traiter par des méthodes conventionnelles, et même traiter certaines parties de traitement non observables.

L'inconvénient de l'usinage CNC est que l'équipement de la machine-outil est coûteux et nécessite un niveau élevé de personnel de maintenance.

Les centres d'usinage CNC peuvent gérer différents types de tâches telles que le meulage, l'alésage et le perçage en un temps très précis. Ce système utilise un mécanisme automatique de changeur d'outils permettant une variété d'outils de coupe pendant l'usinage. Les machines modernes ont des tourelles et d'autres changeurs d'outils manuels qui nécessitent de longues heures de fonctionnement manuel et sont fastidieux à utiliser. Avec une unité de changement d'outil automatique ATC permettant un réglage rapide du dispositif de coupe pour le fonctionnement de plusieurs machines, augmente la productivité et réduit les temps de cycle.

L'usinage CNC est considéré comme la forme de fabrication la plus précise car il permet un contrôle précis des tolérances des matériaux, de la finition de surface et de la qualité des pièces. Les machines CNC offrent une vitesse et une efficacité supérieures à celles des méthodes d'usinage traditionnelles, ainsi que des coûts de production inférieurs. Les centres d'usinage CNC peuvent être utilisés pour produire rapidement et avec précision des pièces complexes avec des formes complexes, des tolérances serrées et des finitions de haute qualité. Les machines CNC sont très polyvalentes et peuvent être utilisées pour une variété d'applications dans de multiples industries. Les centres d'usinage CNC offrent un moyen efficace de créer des composants allant des prototypes simples aux pièces de production complexes avec une précision exacte en une fraction du temps qu'il faudrait avec les méthodes traditionnelles. En utilisant des centres d'usinage CNC, les entreprises sont en mesure d'améliorer la qualité de leurs produits et de réduire les coûts de production globaux. Les centres d'usinage CNC constituent une ressource inestimable pour ceux qui cherchent à produire rapidement et efficacement des composants de haute qualité.