CNC à 4 axes - Les différentes caractéristiques et les détails importants à ce sujet

Les machines CNC à 4 axes sont des versions avancées des centres CNC à 3 axes qui ont révolutionné le domaine du façonnage des pièces. Avec l'installation du quatrième axe, ces machines ont considérablement amélioré la qualité de l'usinage.

Un axe 4 Machine CNC possède quatre axes, ce qui lui permet d'effectuer des opérations complexes telles que le fraisage, le tournage, le perçage, etc. Cette capacité multitâche permet aux machines d'effectuer plusieurs tâches simultanément. Dans ce guide complet, nous allons explorer les caractéristiques et les capacités des machines CNC à 4 axes afin de vous donner une compréhension complète de leurs capacités.

Sans plus attendre, plongeons dans les détails et découvrons tout ce que vous devez savoir sur ces machines de pointe.

Qu'est-ce qu'une machine CNC à 4 axes ?

Une machine à commande numérique par ordinateur (CNC) enlève généralement de la matière d'une pièce afin d'obtenir la conception souhaitée, telle que fraisage, tournantou centre de routage. Parallèlement, un CNC à 4 axes La machine a quatre axes, trois permettant un mouvement linéaire et un une rotation. Une pièce est façonnée à l'aide d'un outil de coupe monté sur une broche qui peut être déplacée.

4 axes Remplaçant les machines CNC d'entrée de gamme, les centres CNC se distinguent lorsqu'ils travaillent avec des quantités massives de matériaux ou des conceptions sophistiquées.

Fonctionnement d'une machine CNC à 4 axes : 

Pour commencer, les machines CNC de base dotées de trois axes linéaires permettent de déplacer une broche en trois dimensions : X, Y et Z. En d'autres termes, l'outil de coupe peut se déplacer dans différentes directions, comme d'avant en arrière, d'un côté à l'autre et de haut en bas. Un axe A se trouve dans un centre CNC sophistiqué.

L'axe A est un mouvement rotatif plutôt qu'un mouvement linéaire. Il permet de faire tourner une pièce autour de l'axe X. Ainsi, le matériau peut être enlevé de l'avant d'une pièce et de n'importe quelle zone de sa surface, sous n'importe quel angle.

Le quatrième axe nécessite une programmation supplémentaire, ce qui complique la phase préparatoire. Il n'existe pas beaucoup de solutions de programmation conçues pour prendre un modèle 2D ou 3D et le transformer en un ensemble d'instructions à suivre par une machine CNC, permettant des opérations à 4 axes correctement coordonnées. Par conséquent, les machines modernes exigent une approche plus professionnelle, souvent assurée par un logiciel de FAO à part entière qui va au-delà des méthodes de codage habituelles.

L'axe A est essentiel pour la plupart des processus d'usinage, car il améliore considérablement la diversité des opérations d'une seule machine.

Usinage CNC 4 axes Types : 

Usinage en continu

Mode continu Usinage CNCau lieu de l'indice CNC à 4 axes permet d'enlever de la matière à l'aide d'une broche même lorsque la pièce est tournée autour du quatrième axe. La plupart du temps, il est utilisé dans les tours et les centres de tournage, qui sont des types de machines qui produisent des pièces symétriques lorsqu'elles sont vues d'une perspective axiale.

Il est préférable d'avoir des connaissances en matière de préprogrammation pour utiliser ces machines, car elles sont plus complexes que l'usinage indexé. En effet, les opérations de rotation et de coupe, qui sont souvent effectuées avec différents outils en même temps, doivent être correctement synchronisées.

Usinage de l'indice

Le mode index, également appelé mode d'accès ou mode continu, est une fonction présente sur toutes les machines à 4 axes. En mode indexation, l'outil de coupe reste inactif jusqu'à ce que le quatrième axe soit revenu à sa position de départ. Divers freins, également appelés "indexeurs", sont utilisés pour s'assurer que l'axe reste dans une position spécifique avant de passer à l'étape suivante du processus de façonnage de la pièce.

Les avantages :

L'achat d'une machine CNC à 4 axes est un investissement judicieux pour les entreprises qui souhaitent améliorer leur procédure de production. La capacité d'une machine à 4 axes à traiter des formes et des conceptions plus compliquées peut aider le processus de production à avancer plus rapidement. Quelques avantages d'une CNC à 4 axes comprennent les éléments suivants :

Une plus grande exactitude et une meilleure précision

Parce qu'elle peut se déplacer dans les quatre directions, une machine CNC à 4 axes peut générer des résultats plus exacts et plus précis que ceux produits par une machine à 3 axes (A, B, C et D). Vous pouvez donc contrôler le processus de coupe avec plus de précision et les formes complexes de la machine avec une plus grande liberté.

Moins d'erreurs humaines

Comme un ordinateur contrôle chaque axe de ces machines, les opérateurs peuvent effectuer des réglages rapides et précis sans interférer avec le travail de leurs collègues.

Portabilité

Une machine à 4 axes peut fonctionner dans plusieurs domaines simultanément. Vous êtes libre de l'emmener où bon vous semble. La capacité d'une machine à 3 axes peut être limitée par les dimensions de l'atelier dans lequel elle se trouve.

Nouveaux principes de conception

Une machine à 3 axes ne pourra jamais fabriquer les mêmes modèles qu'une machine à 4 axes. Ce programme vous permet de créer des modèles générés par ordinateur d'objets ou de structures du monde réel. En outre, vous pouvez l'utiliser pour développer des formes complexes, puis donner vie à ces conceptions sous forme de modèles tangibles.

Les projets que vous pouvez gérer grâce à l'usinage CNC 4 axes

L'usinage CNC à 4 axes permet de réaliser de nombreuses applications de manière plus efficace. L'un des projets coopératifs consiste à fabriquer des pièces et des composants de machine personnalisés. Parmi ces options figure la production de pièces de rechange destinées à améliorer la fonctionnalité ou la productivité. La création des composants nécessaires à la fabrication d'un produit fini, tel qu'un appareil électroménager, peut également entrer dans cette catégorie. Parmi les autres projets populaires, citons

• Modélisation et impression 3D.
• La création de prototypes ou de modèles conceptuels.
• La fabrication de sculptures personnalisées telles que les enseignes de loisirs.
• D'autres projets typiques comprennent la modélisation en 3D et l'impression.

La production d'outils ou de matrices uniques est une autre utilisation de l'usinage CNC à 4 axes. Pour une méthode de fabrication ou une application particulière, il peut être nécessaire de créer un outil ou une matrice unique. Par exemple, pour réaliser avec précision la finition d'une surface, telle que le fond d'un engrenage, il peut être nécessaire de construire un outil ou une matrice unique. outil ou matrice excentrique.

 Dans le scénario ci-dessus, un centre d'usinage CNC à quatre axes pourrait être chargé de fraiser un côté du composant. Le composant pourrait être tourné de quatre-vingt-dix degrés et l'autre côté pourrait être usiné en utilisant la même configuration.

Les industrie aérospatiale est une autre entreprise qui utilise l'usinage à 4 axes. L'usinage pour l'industrie aérospatiale comprend souvent le tournage, le fraisage et le perçage, entre autres techniques. En raison de sa grande précision, cet usinage est particulièrement utile pour fabriquer les nombreux engrenages minuscules utilisés dans les véhicules aérospatiaux tels que les avions et les vaisseaux spatiaux.

Machine CNC 3 axes et 4 axes : Lequel choisir ? 

Compte tenu de votre projet et de vos exigences de production, il est plus facile de choisir la bonne machine CNC. Toutefois, si vous ne savez pas quelle machine il est préférable d'investir lorsque vous envisagez d'offrir des services de fabrication CNC, vous pouvez prendre en considération les éléments suivants :

• Exigences de précision et d'exactitude des pièces: Vous pouvez répondre à de telles demandes de pièces en utilisant des machines à 4 axes plutôt que des machines à 3 axes. En effet, il est beaucoup plus simple de stabiliser les trois axes sur une machine à quatre axes.
• Taille de la pièce : Les pièces plus grandes sont préférées pour l'usinage sur des machines à 4 axes parce qu'elles peuvent s'adapter à la taille de la pièce et donner un résultat plus précis. En effet, les machines à 4 axes peuvent gérer la taille de la pièce.
• Le niveau de complexité de la pièce : L'usinage sur quatre axes est préférable pour les objets très complexes, car il permet plus de mouvements et produit des formes plus complexes.
• Durabilité: Les machines à trois axes sont mieux adaptées aux opérations nécessitant un travail plus léger et des vitesses de fraisage plus élevées. En effet, elles permettent l'utilisation d'un porte-outil plus compact et réduisent la quantité de vibrations qui peuvent se produire pendant le processus de coupe.
• Outillage: Les bandes abrasives, les broches et les gabarits de perçage sont les types d'outils plus souples qui conviennent le mieux aux machines à 3 axes. En effet, ces outils sont plus flexibles, ce qui les rend plus susceptibles de se briser et de se plier.

Conclusion : 

Les machines CNC à 4 axes sont des itérations plus sophistiquées des machines standard à 3 axes. L'ajout d'un axe, l'axe A, permet aux centres modifiés de faire tourner une pièce le long d'un axe autre que l'axe X. Cette technique élargit le champ des possibilités offertes par les machines CNC. Une telle technique élargit le champ des possibilités offertes par les machines CNC, ce qui permet à ces machines de fabriquer des modèles compliqués à des prix plus bas et à des taux de production plus élevés.

L'usinage complexe à quatre axes prévoit de bloquer l'axe supplémentaire avant la coupe, tandis que l'axe continu permet à la machine d'effectuer des opérations de tournage. D'autre part, les centres plus sophistiqués nécessitent des logiciels plus performants pour préparer une unité d'équipement CNC à la mise en forme des matériaux. L'utilisation de centres CBC à 4 axes a le potentiel de remplacer complètement leurs homologues à 3 axes et devient de plus en plus courante dans tous les secteurs de l'industrie.