L' usinage 5 axes est l'une des techniques d'usinage les plus avancées à l'heure actuelle. Grâce à ce procédé moderne, il est possible de façonner des pièces de formes et de tailles différentes, difficiles à usiner sur des machines-outils conventionnelles. Mais qu'est-ce que l' usinage 5 axes ? Quelles machines-outils réalisent ce procédé ?
L'usinage 5 axes : une révolution pour l'industrie
L' usinage 5 axes fait référence au nombre de directions que peut suivre l'outil de coupe. Les machines-outils conventionnelles peuvent se déplacer selon certains plans, généralement X et Y. Dans les centres d' usinage 5 axes, l'outil peut se déplacer selon les axes X, Y et Z, mais aussi pivoter autour des axes A et B, selon le travail à réaliser sur la pièce.
L'ajout du mouvement autour des axes A et B permet à l'outil d'atteindre n'importe quel angle et direction de la pièce – ce qui est impossible, par exemple, sur un tour conventionnel, où la pièce doit être repositionnée. C'est là que réside le principal avantage de ce procédé sophistiqué : on peut usiner les cinq faces d'une pièce en une seule fois, sans repositionner la pièce ni arrêter la machine.
L' usinage 5 axes est l'une des techniques les plus avancées et les plus complexes parmi les procédés par enlèvement de copeaux. En outre, les mouvements de la machine peuvent être réalisés aussi bien par la table de travail que par la tête.
Types d'usinage multiaxe
Deux des techniques d'usinage par enlèvement de copeaux les plus avancées sont l' usinage 3+2 et l' usinage 5 axes. On parle de cycles d'usinage multiaxes.
- Cycle 3+2 : dans ce type d'usinage, les quatrième et cinquième axes (A et B) restent fixes. Ils ne peuvent se déplacer que lors du passage d'une opération à une autre ; les trois autres axes, X, Y et Z, se déplacent quant à eux simultanément.
- Cycle 5 axes simultanés : la technique la plus complexe, puisque les cinq axes se déplacent en même temps. L'outil peut ainsi atteindre différents angles de la pièce, les temps d'usinage sont réduits et la finition est meilleure.
Technologie spécifique
L' usinage multiaxe est réalisé sur des machines-outils appelées centres d'usinage, qui fonctionnent par commande numérique par ordinateur (CNC). Mais pour que ces machines puissent fonctionner, des logiciels de programmation sont indispensables pour concevoir la pièce : la CAO (conception assistée par ordinateur) et la FAO (fabrication assistée par ordinateur). Avant de monter la pièce sur la machine, il faut utiliser un ordinateur pour en réaliser la conception; une fois la conception terminée, elle doit être traduite en langage alphanumérique à l'aide de la FAO.
Le résultat est ensuite chargé dans l' ordinateur du centre d'usinage, qui indique aux outils les mouvements à effectuer pour obtenir le résultat voulu. Ces machines peuvent aussi être programmées par l' opérateur en saisissant une série de codes spécifiques.
Caractéristiques et avantages du centre d'usinage 5 axes
Sur un centre d' usinage 5 axes, les trois premiers axes correspondent aux plans du repère cartésien X, Y et Z ; le quatrième axe (A) commande la rotation de la pièce autour de l'un des axes ; il est idéal pour l'usinage de pièces cylindriques. Le cinquième axe (B) permet le mouvement de rotation non pas d'un seul axe, mais des deux simultanément, ce qui crée une combinaison de rotations offrant une plus grande liberté de mouvement. En outre, grâce au cinquième axe, il est possible de réaliser une rotation perpendiculaire autour d'un axe pendant que la pièce s'incline perpendiculairement à cet axe.
De plus, comme les centres d'usinage sont équipés de la technologie CNC, il est possible de réaliser non seulement des travaux très complexes, mais aussi différents procédés en une seule fois. Par exemple, on peut tourner une pièce tout en réalisant une autre opération sur celle-ci, comme l' amélioration de la finition. Sur une machine conventionnelle, cela n'est possible qu'en arrêtant la machine et en repositionnant la pièce. Les résultats sont plus précis et l'on peut utiliser des outils plus courts, qui permettent d'augmenter la vitesse de coupe ; les vibrations de l'outil sont ainsi réduites.
L' usinage 5 axes est utilisé pour la production en série, car cette technique permet l'usinage à grande vitesse. Comme des formes complexes peuvent être usinées en une seule opération, la productivité augmente et l'on réduit non seulement les temps de production, mais aussi la main-d'œuvre ; avec la CNC, un même opérateur peut piloter plusieurs machines (toutes équipées de CNC) en même temps. Par conséquent, les coûts de production diminuent également.
Chez Ferrotall, nous proposons les centres d'usinage horizontaux 5 axes du constructeur allemand GROB WERKE