L'un des besoins les plus importants que recherchent les techniciens lorsqu'ils utilisent des machines CNC est une simplicité d'utilisation sans faille. Cela signifie que s'il est possible d'obtenir une machine qui leur permet d'obtenir des coupes plus nettes et de gagner du temps, ils l'adoreront absolument.
C'est là qu'intervient l'usinage CNC 4 axes. Il s'agit d'une nette amélioration par rapport à la variante 3 axes, permettant aux opérateurs de découper des pièces métalliques selon quatre directions ou angles possibles. Poursuivez votre lecture pour en savoir plus sur cette machine et ses applications.
Qu'est-ce que l'usinage CNC 4 axes ?
En règle générale, une machine CNC traditionnelle coupe dans trois directions principales :
- De haut en bas – verticalement
- À droite et à gauche – horizontalement
- Avant et arrière – horizontalement
Chacune de ces trois directions représente les trois axes géométriques principaux – X, Y et Z. Et ils reflètent le modus operandi de l’usinage CNC à 3 axes.
Comme son nom l'indique, il s'agit du mouvement d'une pièce sur les trois axes géométriques et un quatrième axe A qui est l'axe supplémentaire qui permet à la pièce de tourner le long de l'axe X pendant l'usinage.
Procédés d'usinage 4 axes
Avoir une compréhension plus large des processus impliqués dans un usinage 4 axes vous aide à obtenir des résultats optimaux. Voici les différentes étapes que vous pouvez suivre pour garantir que le résultat final de votre pièce soit excellent :
Conception CAO
Ce processus implique l’utilisation d’un ordinateur ou d’un PC de bureau pour générer une représentation graphique 2D et 3D des plans de construction, des plans, des composants de véhicules, des plans d’étage et d’autres documents des travaux à effectuer.
Une fois le prototype du produit conçu avec toutes les caractéristiques, dimensions et formes nécessaires au produit final, le fichier CAO est converti en un langage machine comme le code G et imputé dans la machine CNC qui sera utilisée pour réaliser l'usinage CNC à 4 axes.
La CAO permet de réduire le taux d'erreurs pouvant survenir lors de la rédaction manuelle. Elle facilite également la présentation et le partage du plan de travail avec les clients et les travailleurs tout en garantissant un stockage et une documentation appropriés pour référence ultérieure.
Programmation FAO
Une fois la conception du produit réalisée avec la CAO, la prochaine chose que vous devez faire est de créer des instructions et de programmer le parcours d'outil de votre machine CNC à l'aide d'un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO).
Cette instruction montre comment l'outil de coupe doit se déplacer le long et à travers la pièce, aidant la machine à obtenir exactement ce dont vous avez besoin tout en maximisant l'efficacité. En général, le parcours d'outil est programmé à l'aide des paramètres suivants, tels que les vitesses d'avance, la sélection d'outil et la vitesse de coupe.
Une fois votre parcours d'outil soigneusement créé, il est ensuite transmis à l'atelier via la commande numérique directe (DNC). La programmation de fabrication assistée par ordinateur présente plusieurs avantages, allant de l'optimisation de l'efficacité à la réduction de la consommation d'énergie et à la minimisation du taux de déchets pendant la production.
De plus, il s’agit d’une méthode de fabrication sûre avec une excellente précision et répétabilité, aidant les fabricants à produire de grandes quantités de produits rapidement, tout en maintenant une qualité élevée et en rationalisant les opérations.
Configuration de la machine
Après avoir transféré votre programme FAO sur la machine CNC, l'étape suivante consiste à configurer la machine en plaçant votre pièce en position et en installant les différents outils de coupe et montages nécessaires à l'usinage 4 axes.
Usinage
L'étape suivante après le réglage est l'usinage, c'est-à-dire le travail proprement dit sur une pièce. Ici, la fraise est mise en mouvement sur la pièce à usiner en travaillant sur les 4 axes.
Il est important que l'usinage soit effectué sous surveillance étroite afin de s'assurer que les réglages et les repositionnements sont effectués lorsque cela est nécessaire. Il faut également garder à l'esprit que la machine suit le parcours d'outil qui a été conçu et intégré dans celle-ci.
Finition
Après l'usinage, vous devez desserrer la pièce et vérifier si elle est aussi parfaite que vous le souhaitez. Vous devrez peut-être la nettoyer avec un chiffon pour éliminer les éventuels copeaux restants sur le corps. Après une inspection minutieuse, vous pouvez la remettre sur la machine CNC pour une dernière touche, si nécessaire. Sinon, nettoyez votre machine et préparez-la pour l'opération suivante.
Types d'usinage CNC à 4 axes
Il existe trois principaux types de machines CNC qui permettent aux opérateurs de couper selon quatre axes, à savoir :
Fraiseuses
Le mode de fonctionnement d'une fraiseuse à 4 axes est tel que la pièce est solidement fixée tandis que la fraise tourne autour d'un diamètre défini sur celle-ci, créant ainsi des coupes circulaires. Vous pouvez utiliser cette machine pour créer des trous et des fentes sur la pièce à partir de n'importe quel angle sans avoir à changer sa position.
Routeurs
Ces machines sont couramment utilisées pour diverses activités de travail du bois. Elles assurent la précision et l'exactitude du processus d'usinage grâce aux instructions qui ont été imputées à la machine.
Tours
Le tour CNC 4 axes est la machine la plus répandue parmi les trois types que nous avons abordés jusqu'à présent. En effet, les tours et les fraiseuses CNC permettent tous deux de réaliser des formes cylindriques sur vos pièces.
La seule différence entre les deux est que dans le premier cas, la pièce tourne contre l'outil de coupe tandis que dans le second, c'est l'outil de coupe qui tourne contre la pièce. Vous pouvez utiliser cette machine pour une grande variété d'opérations de tournage.
Avantages de l'usinage CNC 4 axes
Voyons maintenant les différents avantages de l’utilisation du procédé d’usinage :
Capacités améliorées
Lorsque la production de composants aux formes complexes n'est pas possible, l'usinage 4 axes a été rendu possible grâce à un axe A supplémentaire au système, améliorant ainsi les capacités d'usinage et la productivité.
efficacité accrue
L'un des principaux objectifs des machines CNC est d'améliorer la vitesse des processus de découpe tout en améliorant le résultat final. Ce processus d'usinage est assez rapide car il réduit le temps de production de grandes quantités en quelques étapes.
Par rapport à la variante à 3 axes, le chef-d'œuvre à 4 axes vous permet de découper des pièces dans davantage de directions et d'angles. Cela a un impact significatif sur la qualité de vos finitions, notamment parce que vous n'avez pas à modifier les positions de la pièce pendant le processus.
Une plus grande précision
Les machines CNC à 4 axes sont si précises qu'elles vous permettent de couper facilement de fines couches de votre pièce avec un taux de précision incroyablement élevé. Cela peut représenter jusqu'à 0.5 mm d'épaisseur sur l'ensemble de votre pièce, ce qui se traduit par une plus grande précision et exactitude des pièces usinées.
Polyvalence
Cette technique d'usinage particulière présente de nombreuses utilités et peut être utilisée pour usiner de petites pièces ou de très grandes pièces d'un matériau. Elle peut également être utilisée avec une grande variété de matériaux, ce qui en fait une machine importante pour les industries manufacturières.
Finition de surface améliorée
Comme l'usinage est effectué simultanément et de manière rotative coordonnée, la finition de surface de la pièce usinée est généralement bonne. De plus, en raison de la proximité des outils de coupe avec les pièces, il ne reste pas beaucoup de traces rugueuses sur la surface.
Inconvénients de l'usinage CNC 4 axes
Installation coûteuse
La machine CNC à 4 axes est très coûteuse à l'achat et à l'installation, surtout pour les petites entreprises. Indépendamment des nombreux avantages qu'elle présente, l'achat de cette machine peut prendre des mois, voire des années, ce qui rend difficile pour les jeunes entreprises de suivre la mise à niveau.
Nécessite des opérateurs qualifiés
L'une des principales limites de l'usinage CNC 4 AXES est que seuls des opérateurs formés et compétents peuvent utiliser, configurer et programmer la machine. Bien que le travail effectué sur des machines CNC soit généralement automatisé, il nécessite néanmoins la supervision d'un personnel qualifié. Cela augmente cependant le coût de production.
Limité par la géométrie
Dans un paysage technologique en constante évolution, il semble y avoir davantage de place pour les innovations créatives. Lorsque des défaillances surviennent dans certains processus d'usinage, un nouveau produit ou système est introduit sur le marché.
Prenons par exemple la machine à 3 axes, avec ses nombreux avantages, qui présentait encore quelques limites, car elle ne permettait pas de former des formes très complexes sous tous les angles. C'est là qu'intervient l'introduction de la machine à 4 axes.
Cependant, il existe encore certains angles et géométries complexes qui ne peuvent pas être traités par les machines 4 axes, dans de tels cas, les machines CNC 5 axes peuvent être alternées.
Applications de l'usinage CNC 4 axes
Industrie aerospatiale
Il est utilisé pour fabriquer des composants complexes d'un avion tels que des aubes de turbine, des pièces de moteur et différentes pièces structurelles avec une précision et une exactitude maximales.
Automobiles
Principalement utilisé en raison de sa capacité à fabriquer des géométries complexes sous des angles inhabituels. Ils sont utilisés dans la fabrication de composants de moteur, de pièces de carrosserie de véhicule et de composants de transmission.
Vitrines et Écrans Numériques
Il est également utilisé dans l'industrie électrique pour produire des circuits imprimés, des boîtiers et d'autres composants nécessitant une grande précision.
Industrie du pétrole et du gaz
Des pièces robustes capables de résister à des conditions extrêmes sont principalement nécessaires dans l'industrie pétrolière et gazière, et les machines CNC à 4 axes sont les bons outils pour fabriquer des pièces solides, durables et de haute qualité.
Industrie de l'emballage
L'usinage CNC est de plus en plus utilisé dans l'industrie de l'emballage en raison de sa capacité à produire des composants de haute précision pour les machines d'emballage. Nos services CNC ne concernent pas seulement l'usinage de précision des métaux et des plastiques, mais offrent également des solutions personnalisées, notamment des machines entièrement automatisées pour la fabrication sacs non tissés de haute qualitéCes machines garantissent que les sacs non tissés sont produits avec une efficacité maximale et une qualité irréprochable, répondant aux demandes croissantes de l'industrie.
Comparaison de l'usinage CNC à 3 et 4 axes : principales différences
Bien qu'ils partagent tous deux des similitudes dans leurs fonctionnalités, ils sont différents en termes de capacité, d'efficacité et d'applications.
Une machine à 3 axes est plus adaptée à l'usinage de composants qui ne nécessitent pas de rotation mais qui peuvent être manipulés selon les trois axes. Elle est également utilisée pour l'usinage de géométries simples et le fraisage de surfaces planes.
Comme expliqué précédemment, il est similaire à son homologue à 4 axes, la seule différence étant que ce dernier effectue des opérations dans une direction supplémentaire, appelée axe A et est plus préféré pour les opérations complexes.
De plus, un mandrin ou un bloc de montage à pierre tombale est utilisé pour le montage des pièces dans l'usinage à 4 axes, tandis qu'une machine à 3 axes dispose d'un bloc plat.
Quels sont les meilleurs fabricants proposant des solutions d’usinage CNC 4 axes ?
HM est un choix sûr parmi les meilleurs fabricants de machines-outils à commande numérique en Chine. Forte de plus de 20 ans d'expérience, HM compte parmi ses rangs certains des meilleurs experts du secteur.
Nous avons plus de 1,000 XNUMX clients en Chine, en Europe, en Amérique et au-delà. Qu'il s'agisse de moulage sous pression, d'usinage CNC ou simplement de conceptions CAO pour votre projet, vous pouvez compter sur HM pour vous offrir le plus haut niveau de services.
Conclusion
L'usinage CNC 4 axes permet de fabriquer des pièces complexes, une prouesse qui ne pouvait pas être réalisée efficacement par l'usinage 3 axes traditionnel. Il donne aux entreprises un avantage concurrentiel en optimisant les flux de travail et en améliorant la vitesse de production.
Avec les progrès technologiques dans les industries manufacturières, il est essentiel de garder une longueur d'avance et de rester à la pointe de la tendance afin d'obtenir une production maximale de haute qualité. Et vous pouvez être assuré que HM dispose de certains des meilleurs opérateurs compétents dans le fonctionnement et la manipulation de ces machines. Contactez-nous dès aujourd'hui pour que nous puissions vous aider avec vos besoins de fabrication.