Nous savons tous que les fraiseuses CNC sont précises et très performantes. Elles ont rapidement remplacé les anciennes méthodes de fabrication. Mais quels sont les éléments essentiels d'une fraiseuse CNC qui en font un outil aussi puissant ? Le fonctionnement de ces machines dépend de la fonctionnalité de leurs composants.
Le dysfonctionnement d'une pièce peut entraîner le dysfonctionnement de l'ensemble de la machine. Tout le monde connaît l'importance de ces machines, mais néglige souvent les pièces complexes. Il est pourtant essentiel de comprendre ces pièces, surtout si vous possédez une machine ou si vous envisagez d'en acheter une. Commençons donc par explorer ces pièces des fraiseuses CNC.
Qu'est-ce qu'une fraiseuse CNC ?
Fraiseuses CNC travaillent sur la base d'instructions provenant de systèmes informatisés. Leurs fraises découpent et façonnent la pièce selon les instructions. Les fraiseuses CNC se distinguent par leur précision. Vous pouvez rapidement façonner et découper autant de pièces que vous le souhaitez.
Les machines manuelles produisent des résultats imprécis. Leur travail était lent, mais les machines à commande numérique ont révolutionné l'industrie. Elles utilisent un système CNC (Computer Numerical Control) qui garantit une précision de 100%. L'opérateur donne à la machine des instructions programmées sous forme de code G.
En conséquence, les machines produisent un résultat qui est précisément similaire aux instructions. Ces machines sont complexes et comportent de nombreuses pièces. Le bon fonctionnement de chaque pièce est essentiel à l'amélioration de leurs performances. Les fraiseuses manuelles étaient simples et ne comportaient pas beaucoup de pièces. Cependant, leurs performances étaient minimes.
Les machines modernes peuvent couper et façonner le matériau dans n'importe quelle forme complexe. Ce travail de haute qualité et de précision est dû à la complexité de leurs pièces et de leurs composants. Il est essentiel de les comprendre, tant pour l'utilisation que pour l'achat de nouvelles machines. Nous allons donc nous pencher sur ces pièces.
Quels sont les éléments fondamentaux d'une fraiseuse à commande numérique ?
Comme je l'ai dit, ces machines sont très complexes et comportent de nombreuses petites pièces. Cependant, huit d'entre elles sont des composants clés qui contrôlent le fonctionnement de ces machines. Examinons chaque pièce, son but et sa fonction. Fraiseuses CNC de Borui sont très performants, de haute précision, et disposent d'une grande variété de modèles. Ils ont acquis une excellente réputation dans le monde entier.
1- Broche
La broche est un élément essentiel des fraiseuses à commande numérique. Elle maintient les outils de coupe et contrôle leur rotation ou leur mouvement. Vous verrez sa position dans la colonne. Ce composant est relié au moteur et la broche se déplace lorsque le moteur est mis en marche.
En conséquence, les outils de coupe se déplacent pour couper et façonner la pièce. Il existe deux orientations pour le montage de la broche : horizontalement et verticalement. Les fraiseuses verticales ont des broches orientées verticalement. À l'inverse, les fraiseuses horizontales ont des broches horizontales ou teintées. En cas de dysfonctionnement de cette broche, les machines ne fonctionnent pas.
2- Colonne et base
La base et les colonnes sont des éléments fondamentaux. Leur rôle est d'assurer la stabilité de la fraiseuse. La base de la machine est située en bas. Elle se trouve le long de l'axe X et d'autres pièces sont présentes sur elle. En d'autres termes, elle supporte la charge de tous les autres composants des fraiseuses.
Généralement, la base est fabriquée dans un matériau solide, tel que la fonte ou le granit. Grâce à ce matériau solide, les bases peuvent supporter des charges de pièces lourdes. La colonne est semblable à la base, mais son orientation est verticale. C'est la partie où sont montés les autres composants.
Coup d'œil rapide : Par exemple, la colonne contient les broches, les moteurs de broche, les changeurs d'outils, etc. Elle se trouve le long de l'axe Y, à un angle de 90 degrés par rapport à la base. Pour faciliter la compréhension, supposons qu'il s'agit d'un bras de la machine qui contient les pièces nécessaires.
3- Moteurs et systèmes d'entraînement
Les moteurs sont le cœur des fraiseuses CNC. Tous les composants dépendent du moteur pour leur fonctionnement. Il existe deux principaux types de moteurs : les servomoteurs et les moteurs pas à pas. Tous deux sont excellents et sont utilisés dans différentes fraiseuses CNC. Le système d'entraînement contrôle le mouvement des composants tels que les tables de travail et les outils de coupe.
Les servomoteurs sont coûteux, mais ils sont dotés d'un système de rétroaction. Les fraiseuses CNC équipées de servomoteurs sont 100% précises. La raison en est que ces moteurs fournissent un retour d'information au système CNC. Ils garantissent ainsi que les outils de coupe fonctionnent conformément aux instructions. Les moteurs pas à pas sont rentables.
Les fraiseuses économiques utilisent des moteurs pas à pas. Vous vous demandez où se trouvent ces moteurs ? Ils se trouvent dans la colonne des machines. Il faut savoir qu'une machine comporte généralement plusieurs moteurs. Chacun de ces moteurs est spécifique à la fonctionnalité de certaines pièces.
4- Système de contrôle CNC
Le système de commande CNC est ce qui rend les machines précises. Ce composant constitue la différence significative entre les fraiseuses manuelles et les fraiseuses à commande numérique. Ce système comporte de multiples composants, qui sont les suivants :
- Interface utilisateur
- Système de retour d'information
- Interprète de code G
- Ordinateur et processeur
L'interface utilisateur fait partie du système CNC où les opérateurs définissent les paramètres. En outre, elle permet de transmettre les instructions programmées. L'ordinateur reçoit les informations en retour et fournit des signaux électriques pour contrôler le fonctionnement des moteurs. L'interprète de code G comprend les instructions codées en G.
Certaines fraiseuses CNC modernes sont dotées d'un système de rétroaction. Ce système améliore l'exactitude et la précision. Ce système devient actif si une pièce ne suit pas les instructions de l'ordinateur. Il signale le problème à l'ordinateur. Le système informatique agit et supprime l'erreur, de sorte que les outils de coupe fonctionnent conformément aux instructions.
5- Table de travail
La table de travail maintient la pièce à usiner pendant le processus d'usinage. Elle se compose de pinces et de rainures en T qui saisissent la pièce à usiner. Cette table de travail est placée au centre de la machine, sur la base. Lorsque la pièce est montée sur la table de travail, la base sert de support à la table de travail. Cette table de travail peut se déplacer dans de nombreuses directions.
Le mouvement de la table de travail est essentiel. Il permet à la pièce de se déplacer autour des outils de coupe. Certaines fraiseuses modernes sont dotées d'un système de déplacement de la table de travail sur quatre ou cinq axes. Ces machines permettent à la table de travail de se déplacer sur plusieurs axes. Ces divers mouvements sur plus d'un axe permettent aux machines de réaliser des formes complexes.
6- Magazine d'outils
Ce composant est généralement présent sur les fraiseuses CNC haut de gamme. Pour votre compréhension, considérez qu'il s'agit d'un magasin qui conserve les outils. La machine utilise ces outils stockés lorsqu'elle en ressent le besoin. Par exemple, les machines peuvent utiliser des fraises, des forets et des tarauds en fonction d'instructions codées. Ces outils restent stockés dans le magasin d'outils.
Ce composant se trouve sur une colonne adjacente à la broche. Certaines machines sont équipées d'un système de changement automatique d'outils (ATC). Ce système travaille en étroite collaboration avec les outils du magasin. Lorsqu'il reçoit des instructions, il prend les outils appropriés dans le magasin. Sans ce composant, le changement d'outils aurait nécessité un travail manuel à chaque fois.
7- Poêle à genoux et à frites
Le genou est situé entre la table de travail et la base. Il est responsable du mouvement vertical de la table de travail et contrôle sa hauteur. Le bac à copeaux est un autre élément utile, et presque toutes les fraiseuses CNC en sont équipées.
Comme vous le savez, les outils de coupe coupent et façonnent la pièce à usiner. Au cours de ce processus, de petits morceaux (copeaux) de matériau sont produits. Si ces particules restent sur la machine, elles peuvent provoquer des dysfonctionnements. C'est pourquoi toutes les machines sont équipées d'un bac à copeaux. Cette pièce recueille les copeaux et les empêche de s'accumuler sur la machine.
8- Outils de coupe
Les outils de coupe sont les principaux composants qui coupent et façonnent le matériau. La broche porte ces outils. Les machines simples et bon marché ont moins d'outils de coupe. À l'inverse, les machines haut de gamme plus fonctionnelles sont composées de plusieurs outils de coupe. Voici quelques exemples d'outils :
- Alésoirs
- Fraises en bout
- Moulins à facettes
- Barres d'alésage
- Moulins à fil
- Tarauds et forets
- Fraises à bouts ronds
Chaque outil de coupe est particulier en termes de fonctionnement. Les machines modernes sont dotées de fonctions ATC. La machine change et choisit les outils appropriés en fonction des besoins. Ces outils de coupe sont montés sur la broche des fraiseuses. Certains outils non utilisés par les machines restent dans le magasin d'outils.
Questions fréquemment posées
Q1 : Pourquoi le fraisage CNC est-il si coûteux ?
Le fraisage CNC utilise un système de travail complexe. Il s'agit d'une opération informatisée et des outils coûteux rendent ces machines onéreuses. Des opérateurs qualifiés seront nécessaires pour leur travail, ce qui augmentera encore leurs dépenses. Toutefois, elles valent ce prix élevé car elles offrent une précision 100% et une rapidité d'exécution.
Q2 : Comment les axes X, Y et Z améliorent-ils la précision d'une fraiseuse CNC ?
Grâce à ces axes, les outils de coupe disposent d'un plus grand nombre de directions et de chemins pour se déplacer. Ils peuvent donc découper la pièce à usiner sous différents angles et de différents côtés. Par conséquent, ces machines peuvent réaliser des formes complexes avec précision.
Q3 : Quelle est l'importance des rails de guidage dans les fraiseuses à commande numérique ?
Les rails de guidage sont responsables du mouvement régulier des composants de la machine. Ils fournissent un chemin pour le déplacement des outils. Ces trajectoires sont lisses et ne provoquent pas de frottement lorsque les composants se déplacent. Ils réduisent donc les vibrations et les frottements et améliorent le mouvement correct des outils.
Q4 : Pourquoi le système de refroidissement est-il si important pour les fraiseuses à commande numérique ?
Les fraiseuses à commande numérique comportent de nombreux composants. Ces pièces fonctionnent ensemble et produisent de la chaleur. Cette chaleur peut endommager les pièces et affecter les performances de la machine. Le système de refroidissement empêche cette chaleur et veille à ce que les pièces restent froides. En bref, les systèmes de refroidissement améliorent la durée de vie des pièces et leur fonctionnalité.
Conclusion
Les machines à commande numérique (CNC) sont extrêmement précieuses pour les fabricants et leur utilisation monte en flèche. Toutefois, les gens ont besoin d'informations détaillées sur ces machines. Contrairement aux machines manuelles, elles sont très complexes et leur fonctionnement dépend des pièces et des composants. Dans cet article, j'ai décomposé toutes les parties des machines à commande numérique. Vous obtiendrez tous les détails et toutes les informations essentielles.