Les avancées technologiques ont permis de développer des méthodes d'usinage plus productives, notamment l'usinage 5 axes simultanés et l'usinage 3+2 axes. Certains machinistes et concepteurs ont tendance à confondre ces processus, nous allons donc examiner l'usinage simultané 3 + 2 axes par rapport à 5 axes.
Pendant de nombreuses années, la fabrication traditionnelle a utilisé des machines fonctionnant en trois dimensions - les axes X, Y et Z. Ce type de mouvement de rotation pour l'usinage de composants est encore répandu dans la fabrication. Cependant, les nouvelles technologies ajoutent deux axes supplémentaires aux trois dimensions conventionnelles, donnant aux machines cinq axes.
Cela dit, il est essentiel de noter que le mécanisme 3 + 2 axes peut ne pas correspondre exactement à l'usinage CNC 5 axes. Cela vous semble-t-il illogique ? Cet article examinera en détail la comparaison d'usinage 3 + 2 vs 5 axes. Vous apprendrez également les avantages et les inconvénients de chaque processus afin de pouvoir choisir la meilleure option pour vos opérations. Allons-y !
Qu'est-ce qui est simultané Usinage CNC 5 axes?
La simultanéité Usinage sur axe 5 l'outil déplace les outils de coupe simultanément sur cinq axes. Trois axes linéaires et deux axes de rotation fonctionnent simultanément pour créer les composants souhaités.
Les axes sont :
| Axis | Manière de travail |
| Axe X | Se déplace de gauche à droite |
| Axe Y | Se déplace d'avant en arrière |
| Axe z | Se déplace de haut en bas |
| Axe A | Pivote autour de l'axe X (s'incline vers l'arrière et vers l'avant) |
| Axe B | Pivote autour de l'axe Y (s'incline de gauche à droite) |
Les deux axes supplémentaires (A et B) sont respectivement appelés axe de table basculante et axe de rotation de table. Comme vous l'avez vu dans le mouvement des axes, l'usinage 5 axes implique une inclinaison supplémentaire de la broche porte-outil ou de la table de travail. Par conséquent, il y a une augmentation du mouvement et de la rotation, améliorant la fonctionnalité du processus d'usinage CNC conventionnels.
Les quatrième et cinquième axes garantissent que les machinistes peuvent fabriquer jusqu'à 5 faces en une seule opération. En conséquence, le processus est très précis et efficace. De plus, cela rend la création de fonctionnalités et de structures complexes plus efficace. La configuration minimale rend le processus très approprié et rentable pour divers projets.
Qu'est-ce que l'usinage CNC 3 + 2 axes?
Fraisage vertical et horizontal machines ont permis d'atteindre les trois axes d'usinage habituels. Cependant, des tourillons inclinables et des tables rotatives ont été ajoutés pour un déplacement facile sur deux axes rotatifs supplémentaires. Il s'agit essentiellement d'un usinage 3+2 axes.
Le processus d'usinage est également appelé usinage 5 axes positionnel car les 4e et 5e axes maintiennent la pièce fixe dans une orientation spécifique. Le opération d'usinage 3 axes typique peut alors être effectuée par opposition à un mouvement continu au cours du processus. De plus, les centres d'usinage 3+2 axes utilisent des outils de coupe plus courts et plus rigides. Ainsi, vous pouvez être sûr d'une plus grande stabilité dimensionnelle.
La configuration d'usinage 3+2 ajoute des avantages supplémentaires au centre d'usinage 3 axes traditionnel. Il permet l'usinage de pièces de tous les côtés. Par conséquent, cela réduit le besoin de plus de configurations pendant le processus de fabrication. En conséquence, le temps de cycle et le coût de production seront réduits.
Usinage 3+2 vs. 5 axes : Comparaison de leurs avantages et inconvénients
La principale différence entre l'usinage CNC 3+2 et 5 axes est leur configuration. Le centre d'usinage 5 axes a une conception complète lui permettant de déplacer des outils de coupe sur cinq axes. D'autre part, l'usinage 3+2 axes utilise la fonctionnalité de la machine CNC 3 axes avec des tourillons inclinables et rotatifs et des tables rotatives.
Une autre différence entre l'usinage CNC 3+2 et 5 axes simultanés réside dans les produits et les industries applicables. L'usinage 3 + 2 fonctionne principalement pour les projets de traitement d'avions. En revanche, l'usinage 5 axes est plus adapté aux surfaces de contour complexes. Les capacités d'usinage 5 axes lui permettent de fabriquer diverses caractéristiques et géométries de pièces adaptées à différentes industries.
Cependant, tous les projets ne nécessiteront pas l'usinage CNC 5 axes simultané complet. Parfois, l'usinage 3+2 axes peut être plus efficace. Pour déterminer le meilleur choix entre l'usinage 5 axes et l'usinage 3+2, vous devez connaître leurs avantages et leurs inconvénients.
Avantages de l'usinage 5 axes
L'utilisation du processus d'usinage 5 axes présente de nombreux avantages, notamment :
Haute précision et exactitude
Les réglages minimaux nécessaires à l'usinage 5 axes réduisent les risques d'erreur et améliorent les fonctionnalités pour Usinage de précision CNC pour atteindre une qualité exceptionnelle. Les machines 5 axes sur le marché évitent désormais d'avoir à ajuster les pièces à différents angles lors de la coupe. En conséquence, vous pouvez vous attendre à de meilleures tolérances d'usinage.
Vitesse de coupe et répétabilité élevées
Les outils de coupe sont généralement tangentiels aux surfaces de coupe lors de l'usinage 5 axes. Cette configuration permet le retrait de matériaux supplémentaires lorsque l'outil tourne. En conséquence, les temps de cycle et les coûts totaux d'usinage sont réduits. De plus, certaines configurations de machine permettent l'utilisation d'outils de coupe plus courts. Cela prolonge la durée de vie des outils et assure la répétabilité.
Capacité à fabriquer des composants complexes
Le centre d'usinage 5 axes peut usiner cinq surfaces en même temps. En une seule structure, il réalise l'usinage de composants courbes et autres pièces à multiples faces. La rotation supplémentaire dans cette méthode d'usinage permet des conceptions et des géométries plus compliquées. La technique de fraisage 5 axes peut faire tourner les pièces pour atteindre les géométries requises en une seule opération, évitant ainsi le besoin de montages sophistiqués.
De meilleures finitions de surface
Les axes supplémentaires de cette technique garantissent le bon alignement des pièces. Ainsi, il les rapproche de l'outil de coupe. Par conséquent, vous pouvez créer les formes souhaitées en utilisant des outils de coupe plus courts. Ces outils sont capables de couper à des vitesses rapides avec un minimum de vibrations.
Moins de vibrations réduit la probabilité de marques de « broutage » sur le produit final. Certaines machines CNC augmentent également l'utilisation de la broche lors de la coupe de surfaces inclinées. Cette technologie vous permet de créer des finitions de surface tout en réduisant les dépenses et le temps de post-traitement.
Réduit les coûts et le temps de cycle
En raison de l'avantage de la vitesse élevée de la méthode, les composants usinés 5 axes sont souvent produits en une seule opération. La configuration unique requise permet d'économiser du temps et de l'argent. De plus, l'utilisation d'outils plus courts avec une longévité accrue élimine la nécessité d'un remplacement régulier de l'outil, ce qui réduit les coûts d'usinage et le temps.
Avantages de l'usinage 3+2
Les différents avantages de l'usinage 3+2 axes sont les suivants :
Fabrique des fonctionnalités plus complexes
La technique d'usinage 3+2 permet l'utilisation d'outils encore plus courts et plus outils de coupe rigides. Ces outils permettent la fabrication de parois abruptes, de contre-dépouilles dans des cavités et de nombreuses autres caractéristiques complexes. Les fraises peuvent également créer des angles spécifiques avec les surfaces de coupe.
En même temps, la tête de broche peut s'étendre plus bas et plus près de la pièce. Par conséquent, la précision est également réalisable avec cette technique tout en augmentant la durée de vie de l'outillage.
Moins d'exigences de programmation
Contrairement à l'usinage 5 axes simultanés, l'usinage 3+2 implique une trajectoire spatiale moindre. Étant donné que la distance de déplacement de l'outil est plus courte, le mouvement de rotation est également moindre, ce qui permet une programmation plus accessible du traitement de surface de forme libre.
Coûts et temps de cycle réduits
Les centres d'usinage 3 axes traditionnels vous obligeront à arrêter plusieurs fois la broche pour pouvoir usiner différentes surfaces. Cela peut être extrêmement difficile si vous devez usiner cinq surfaces ou plus. Les capacités d'usinage CNC 3+2 aident à éliminer ce problème. Avec cette technique, vous pouvez travailler sur cinq surfaces différentes à la fois.
Inconvénients de l'usinage 5 axes
Bien que l'usinage CNC 5 axes simultanés soit très bénéfique, il présente également certains inconvénients. Certains d'entre eux incluent:
Coûts initiaux plus élevés
Le prix d'une machine CNC 5 axes et de son logiciel nécessaire est considérablement élevé. Elle est largement supérieure à celle requise pour les centres d'usinage 3 ou 4 axes. De même, les besoins de maintenance de la machine sont plus complexes que ceux des machines-outils traditionnelles. Ce facteur a également un impact direct sur les coûts d'usinage des composants usinés en 5 axes.
Ne convient pas à certaines applications
Dans certaines circonstances, le Usinage 4 axes et 5 axes techniques ne peuvent pas être utilisées. De telles situations incluent lorsque le couteau est trop court ou lorsque la poignée est trop large. Dans ces conditions, les vibrations ne peuvent pas être évitées sous des angles inclinés.
Exigences de programmation complexes
Les axes rotatifs supplémentaires et la trajectoire spatiale impliquée sont abstraits et quelque peu compliqués. Par conséquent, l'obtention de la précision d'usinage, de la précision et de la qualité de surface requises exige davantage d'efforts de programmation. L'erreur de précision d'usinage est plus importante en 4 axes et 3 axes qu'avec l'usinage 5 axes.
Inconvénients de l'usinage 3+2 axes
La technique d'usinage 3+2 est généralement réglée à un angle constant par rapport à la broche de l'outil. Par conséquent, vous devrez peut-être disposer de nombreuses vues titrées pour couvrir les surfaces des composants CNC complexes. Cela provoque souvent un chevauchement des trajectoires d'outils, ce qui augmente le temps d'usinage.
Fraisage 3+2 contre 5 axes: Qu'est-ce qui vous convient ?
Lorsque vous comparez l'usinage 5 axes et 3+2, vous remarquerez qu'ils remplissent essentiellement les mêmes fonctions. Ils ont tous deux des avantages pour améliorer l'efficacité de n'importe quelle ligne de production. Cependant, le bon choix de technique dépendra des applications spécifiques des résultats finaux souhaités. Par exemple, l'usinage 3+2 fonctionne principalement pour les projets de traitement d'avions. En revanche, l'usinage 5 axes est plus adapté aux surfaces de contour complexes.
Les ateliers d'usinage qui utilisent actuellement l'usinage 3 axes peuvent facilement passer à des capacités d'usinage 5 axes complètes avec les moyens de l'usinage 3+2. Il offre de nombreuses fonctionnalités avancées des machines 5 axes complètes sans trop de dépenses. Étant donné que les coûts initiaux des machines 5 axes et les exigences de programmation sont élevés, il peut être plus judicieux d'utiliser l'usinage 3+2.
Cependant, les outils d'usinage 5 axes offrent une efficacité accrue pour créer des pièces aux géométries complexes et exigences de tolérance strictes. Ils ont tendance à répondre à une grande variété de besoins de traitement avec une productivité et une rentabilité accrues. Leur capacité à traiter cinq surfaces d'un composant en une seule opération implique une préparation moindre, une meilleure précision et des délais plus courts.
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