Une machine CNC 5 axes optimise l'usinage en permettant le déplacement simultané d'outils ou de pièces sur cinq axes différents. Cette capacité accroît considérablement la flexibilité, la précision et l'efficacité de la fabrication de pièces complexes et détaillées. Voici les principaux avantages de l'usinage CNC 5 axes :

1. Précision et exactitude accrues :

• L'usinage à cinq axes élimine le besoin de repositionner manuellement la pièce, réduisant ainsi le risque d'erreur et maintenant une plus grande cohérence dans les géométries complexes.
• Cela se traduit par des tolérances plus strictes, généralement de l'ordre de ± 0,001 pouce (± 0,025 mm), essentielles pour les composants de haute précision.

2. Temps de configuration et complexité réduits :

• Avec la possibilité d'usiner des formes complexes dans une seule configuration, les machines à 5 axes minimisent le temps de configuration et réduisent le besoin de plusieurs gabarits et montages.
• Cela rationalise le processus de production et améliore la productivité.

3. Finition de surface améliorée :

• Le mouvement continu le long de plusieurs axes garantit moins d'interruptions, produisant des finitions de surface supérieures avec une rugosité moyenne (Ra) aussi faible que 0,4 micromètre.
• Cette qualité est particulièrement avantageuse pour les industries aérospatiales et médicales, où l’intégrité de la surface est essentielle.

4. Géométries complexes et contre-dépouille :

• L'usinage à cinq axes peut facilement gérer les contre-dépouilles et les géométries complexes qui sont difficiles, voire impossibles à réaliser avec moins d'axes.
• Ceci est très avantageux pour la production de pièces avec des courbes composées et des caractéristiques internes, telles que des aubes de turbine et des composants de moule.

5. Délais de livraison plus courts :

• Les capacités avancées des machines CNC à 5 axes permettent des cycles de fabrication plus rapides et des délais plus courts, facilitant ainsi un délai d'exécution plus rapide pour les produits à forte demande.

Paramètres techniques :

• Précision : généralement de ± 0,001 pouce (± 0,025 mm).
• Vitesse : Capable de vitesses de broche jusqu'à 20 000 tr/min ou plus, selon les spécifications de la machine.
• Finition de surface : Obtention d'une rugosité de surface moyenne (Ra) aussi faible que 0,4 micromètre.

La capacité de la machine CNC à 5 axes à se déplacer le long de cinq chemins différents sans repositionnement manuel constitue une avancée significative par rapport à l'usinage à 4 axes, ce qui se traduit par des capacités d'usinage exceptionnelles pour des pièces complexes et de haute précision.

1. Introduction à laaxes rotatifs

Les axes rotatifs d'une machine CNC 5 axes sont appelés axes A et B (ou C). Ces axes assurent des mouvements de rotation autour des axes linéaires X, Y et Z, permettant des orientations de pièces élaborées pendant l'usinage.

1. Axe A (mouvement de rotation autour de l'axe X) :Permet l'inclinaison de la pièce ou le mouvement de rotation de la tête de broche, améliorant ainsi la flexibilité d'accès à diverses caractéristiques et géométries de pièces.
2. Axe B (mouvement de rotation autour de l'axe Y) ou axe C (mouvement de rotation autour de l'axe Z) :L'axe B incline la pièce autour de l'axe Y, tandis que l'axe C la fait pivoter autour de l'axe Z. Ces rotations sont essentielles pour produire des formes et des détails internes complexes, tels que des trous inclinés ou des sculptures complexes, avec une grande précision. La compréhension de ces axes rotatifs est essentielle pour exploiter pleinement le potentiel de l'usinage CNC 5 axes et faciliter la production de pièces complexes et de haute précision en une seule configuration.

2. Améliorer la précision avecCNC 5 axesFraisage

Améliorer la précision avec le fraisage CNC 5 axes nécessite de comprendre plusieurs facteurs critiques qui influencent la précision d'usinage. Premièrement, le mouvement simultané des cinq axes permet des points de contact plus rapprochés et plus nombreux, réduisant ainsi les vibrations et garantissant un état de surface de meilleure qualité. Deuxièmement, le logiciel avancé utilisé dans les machines CNC 5 axes permet des calculs de parcours d'outil sophistiqués, compensant automatiquement les erreurs de déviation et de positionnement de l'outil. Enfin, l'intégration de systèmes de rétroaction tels que les palpeurs Renishaw et l'étalonnage laser améliore la capacité de la machine à maintenir des tolérances strictes. Grâce à l'intégration de ces éléments, le fraisage CNC 5 axes atteint une précision et une efficacité inégalées dans le processus de fabrication.

3. Fabrication de pièces complexes enMachines CNC 5 axes

La fabrication de pièces complexes à l'aide de machines CNC 5 axes implique plusieurs processus complexes qui exploitent pleinement les capacités de la machine. Voici quelques éléments clés de mes recherches sur les principaux sites web tels qu'Autodesk, Modern Machine Shop et CNC Cookbook :

1. Mouvement simultané des axesL'un des principaux avantages est la possibilité de manœuvrer la pièce sur plusieurs axes simultanément. Cette capacité permet de fabriquer des géométries complexes, telles que des aubes de turbine ou des roues, en une seule configuration. Le mouvement dynamique limite les repositionnements fréquents, réduisant ainsi le temps de configuration et le risque d'erreur.
2. Stratégies de parcours d'outils avancésGrâce à un logiciel de FAO de pointe, les stratégies de parcours d'outils sont calculées avec précision pour optimiser le processus de coupe. Des techniques telles que la coupe en copeaux, le contournage multiaxes et le fraisage de surface 3D sont utilisées, réduisant l'usure des outils et obtenant des finitions de surface supérieures.
3. Systèmes de rétroaction de haute précision: Garantir la précision de la fabrication des pièces nécessite l'intégration de mécanismes de rétroaction de haute précision. Des systèmes tels que les palpeurs Renishaw et les dispositifs d'étalonnage laser permettent d'ajuster en temps réel la déviation et les erreurs de positionnement des outils, tout en maintenant des tolérances strictes. Les tolérances généralement atteintes avec ces systèmes peuvent atteindre ±5 micromètres (±0,0002 pouce).
4. Compensation thermique:La croissance thermique de l'outil et de la pièce peut entraîner des inexactitudes. Les machines CNC à 5 axes intègrent souvent des algorithmes de compensation thermique qui ajustent les paramètres de la machine en temps réel, garantissant une précision constante même pendant les cycles d'usinage prolongés.

En utilisant ces capacités avancées, les machines CNC à 5 axes excellent dans la production de pièces complexes avec une précision et une efficacité exceptionnelles, répondant aux exigences élevées d'industries telles que l'aérospatiale, l'automobile et les dispositifs médicaux.