Chez CloudNC, nous disposons d’une gamme de fraiseuses à 3 axes, 4 axes et 5 axes de pointe. En tant que concepteur, il est essentiel de savoir sur quel type de machine votre pièce sera fabriquée pour optimiser votre conception. Lors de la conception d’une pièce usinée CNC, vous n’avez peut-être pas pensé au type de machine sur lequel votre pièce sera usinée, mais la complexité et le type de géométrie que vous pouvez concevoir seront différents pour différents types de machines.
La principale différence entre l’usinage 3 axes, 4 axes et 5 axes réside dans la complexité du mouvement que la pièce et l’outil de coupe peuvent traverser, l’un par rapport à l’autre. Plus le mouvement des deux pièces est complexe, plus la géométrie de la pièce usinée finale peut être complexe.
3- Usinage d’axe
Le type d’usinage le plus simple, où la pièce est fixée dans une seule position. Le mouvement de la broche est disponible dans les directions linéaires X, Y et Z.
usinage 3 axes
3- les machines à axes sont généralement utilisées pour l’usinage de géométries 2D et 2,5D. L’usinage des 6 côtés d’une pièce est possible en usinage 3 axes mais une nouvelle configuration de fixation est nécessaire pour chaque côté, ce qui pourrait être coûteux (plus à ce sujet ci-dessous). Pour une configuration de montage unique, un seul côté de la pièce peut être usiné.
Une configuration unique est requise pour chaque côté d’une pièce
De nombreuses formes complexes et pratiques peuvent être fabriquées par fraisage CNC 3 axes, en particulier lorsqu’elles sont entre les mains d’une installation d’usinage CNC de classe mondiale. L’usinage 3 axes est le mieux adapté à la fabrication de profilés fraisés planes, forages & trous filetés en ligne avec un axe. Des caractéristiques de contre-dépouille sont possibles avec l’utilisation de fraises à fente en T et de fraises à queue d’aronde.
Cependant, parfois, la caractéristique conçue ne peut pas être fabriquée physiquement par une machine à 3 axes, ou la caractéristique peut être plus économiquement viable à usiner avec une machine à 4 ou 5 axes.
Les caractéristiques non possibles dans le fraisage 3 axes incluent toutes les caractéristiques sur un angle par rapport au système de coordonnées X-Y-Z, même si la caractéristique elle-même est plane. Il existe deux types de fonctionnalités coudées que vous pouvez concevoir, et il est important de comprendre la distinction entre elles lors de la conception de pièces pour le fraisage CNC.
Caractéristique coudée
Il s’agit d’une caractéristique usinée sur un angle par rapport à l’un des axes X, Y ou Z. Par example, la surface plane fraisée ci-dessous est à 45° par rapport à l’axe des Abscisses, par example une rotation de l’axe A.
Caractéristique fraisée coudée dans un seul plan à 45°
Caractéristique d’angle composé
Il s’agit d’une caractéristique usinée selon un angle sur deux axes. Par exemple, la surface fraisée plane ci-dessous est usinée à un angle de 45° par rapport à l’axe X et à un angle de 30 ° par rapport à l’axe Z.
Les caractéristiques à angle et à angle composé ne peuvent pas être usinées par des machines CNC à 3 axes.
Caractéristique d’angle composé fraisé dans deux plans: 45° autour de l’axe X, 30° autour de l’axe Z
4- Usinage d’axe
Cela ajoute une rotation autour de l’axe X, appelée axe A. La broche a 3 axes de mouvement linéaires (X-Y-Z), comme dans l’usinage à 3 axes, plus l’axe A se produit par rotation de la pièce. Il existe quelques dispositions différentes pour les machines à 4 axes, mais elles sont généralement du type « usinage vertical », où la broche tourne autour de l’axe Z. La pièce est montée dans l’axe des abscisses et peut tourner avec le luminaire dans l’axe A. Pour une configuration de montage unique, 4 côtés de la pièce peuvent être usinés.
4- l’usinage par axes peut être utilisé comme un moyen plus économiquement viable d’usinage de pièces théoriquement possible sur une machine à 3 axes. À titre d’exemple, pour une pièce que nous avons récemment usinée, nous avons constaté que l’utilisation d’une machine à 3 axes aurait nécessité deux fixations uniques pour un coût de £ 1000 et £ 800 respectivement. En utilisant la capacité de l’axe A de l’usinage à 4 axes, un seul appareil était nécessaire pour un coût de £ 1000. Cela a également éliminé le besoin de changer de fixations, réduisant encore les coûts. En éliminant le risque d’erreur humaine, nous avons usiné la pièce à une qualité élevée sans avoir besoin d’enquêtes d’assurance qualité coûteuses. La suppression de la nécessité de changer les fixations présente l’avantage supplémentaire que des tolérances plus serrées peuvent être maintenues entre les éléments de différents côtés de la pièce. La perte de précision due à la fixation et à la reconfiguration a été supprimée.
Les profils complexes tels que les lobes de came peuvent être usinés sur une machine à 4 axes
Il existe deux types d’usinage CNC à 4 axes: l’indexation et le continu.
Index L’usinage CNC à 4 axes se fait lorsque le 4ème axe (axe A) tourne alors que la machine ne coupe pas de matériau. Une fois la rotation correcte sélectionnée, un frein est appliqué et la machine reprend la coupe.
Dans l’usinage continu à 4 axes, la machine peut couper le matériau en même temps que la rotation de l’axe A, simultanément. Cela permet d’usiner des arcs complexes, tels que le profil des lobes de came, et des hélices.
L’usinage 4 axes nous donne la possibilité d’usiner des éléments coudés, sinon impossible avec une machine 3 axes. Gardez à l’esprit que l’usinage à 4 axes permet un seul axe de rotation par configuration de montage, de sorte que toutes les fonctions coudées doivent être coudées autour des mêmes axes ou que des fixations supplémentaires doivent être mises en place.
Usinage hélicoïdal possible avec des machines à 4 axes
5- Usinage par axes
Ces fraiseuses CNC utilisent 2 des 3 axes de rotation possibles, selon le type de machine. Une machine utilisera soit une rotation dans l’axe A et l’axe C, soit une rotation dans l’axe B et l’axe C. La rotation se fait soit par la pièce, soit par la broche.
Il existe deux types principaux de machines CNC à 5 axes, 3 + 2 machines et des machines à 5 axes entièrement continues.
Dans l’usinage à 3 + 2 axes, deux axes de rotation fonctionnent indépendamment l’un de l’autre, ce qui signifie que la pièce peut être tournée à n’importe quel angle composé par rapport à l’outil de coupe pour les éléments à usiner. Cependant, la rotation de deux axes en même temps que l’usinage n’est pas possible. L’usinage 3 + 2 peut produire des formes 3D très complexes. L’usinage entièrement continu à 5 axes permet de faire tourner simultanément les deux axes de rotation, en même temps que l’usinage et que l’outil de coupe se déplace linéairement en coordonnées XYZ.
usinage 5 axes
L’usinage 5 axes continu permet de produire des formes 3D très complexes, non seulement des éléments inclinés composés planaires, mais des surfaces 3D courbes complexes, ce qui nous permet de produire des pièces normalement réservées aux processus de moulage.
Les possibilités d’usinage simultané 5 axes
5- l’usinage d’axes offre aux concepteurs une grande flexibilité pour concevoir une géométrie 3D très complexe. Comprendre les possibilités de chaque type d’usinage CNC est essentiel dans la conception de pièces usinées CNC. Si votre conception nécessite l’utilisation d’une CNC 5 axes, profitez-en! Quelles autres fonctionnalités pourraient bénéficier des capacités de l’usinage 5 axes?