L'usinage CNC est une fabrication soustractive qui consiste à retirer de la matière par cisaillement jusqu'à ce que la forme prévue soit formée. Il est utilisé dans presque toutes les industries modernes en raison de sa polyvalence dans les processus d'usinage, Perçage CNC que le béton ey fraisage CNC sont deux d'entre eux.
La principale différence entre le fraisage et le perçage réside dans le mécanisme de déplacement de l'outil et d'enlèvement de matière. Le fraisage implique une fraise rotative dans une broche qui peut déplacer plusieurs axes (X, Y, Z) pour l'enlèvement de matière et convient aux pièces 3D complexes. En revanche, les forets de perçage sont déplacés dans l'axe Z, pénétrant les pièces pour créer des trous.
Cet article présentera un aperçu comparatif de deux processus d'usinage CNC fondamentaux : le fraisage et le perçage, y compris leur fonctionnement, leurs avantages, leurs inconvénients et leurs préférences d'application.
Qu'est-ce que le fraisage CNC ?
Configuration de fraisage CNC
Le fraisage est un procédé d'usinage dans lequel un outil de coupe rotatif se déplace sur plusieurs axes pour enlever de la matière d'une pièce. Il se caractérise principalement par un «travail stationnaire (peut tourner ou s'incliner) et coupeur rotatif”À l'exception du coupe-mouche, tous les autres sont des outils multipoints.
Ce qui rend le fraisage CNC spécial est le mouvement précis de l'outil : le programme CNC commande le mouvement de la broche et il s'exécute automatiquement.
L'intégration CAO/FAO est la principale raison de la grande précision et de la vitesse de production. La CAO crée une conception fabricable et la FAO transfère la conception en codes d'instructions que la fraiseuse CNC peut comprendre et exécuter.
Le processus de fraisage CNC
Toute opération de fraiseuse CNC implique les quatre étapes suivantes :
- Conception CAO/FAO : Un modèle 2D et 3D détaillé de la pièce souhaitée est créé, décrivant toutes les dimensions de toutes les caractéristiques et tolérances. Par conséquent, un fichier de programme CNC (codes G et M) est généré sur la base de la conception.
- Configuration du fraiseur CNC : Le réglage d'une fraiseuse consiste à serrer la pièce dans l'étau et l'outil sur la broche.
- Processus de fraisage : La pièce et l'outil sont positionnés dans des coordonnées de référence (0,0,0) et, en fonction des codes CNC et d'autres variables d'entrée, la broche se déplace le long des axes (X, Y, Z) et l'outil qui y est attaché retire de la matière de la pièce.
- Post-traitement: Après le fraisage, les pièces sont traitées par ébavurage, meulage, grenaillage ou autres finitions.
Avantages du fraisage CNC
Le fraisage CNC peut suivre des trajectoires complexes, linéaires, circulaires, hélicoïdales, irrégulières et toute autre géométrie personnalisée possible. Ainsi, vous pouvez produire des formes très complexes et personnalisées avec opérations de fraisage.
Fraiseuse CNC en action
Les autres avantages clés sont les suivants :
- Précision: Le fraisage produit des pièces avec des tolérances serrées, jusqu'à 0.127 mm est facilement réalisable.
- Liberté de conception : La capacité de produire des pièces complexes avec des caractéristiques élaborées permet aux concepteurs de sortir des sentiers battus.
- Plus que la création de trous : Le fraisage CNC peut également percer des trous ainsi que de nombreuses autres fonctionnalités et compteurs.
Inconvénients du fraisage CNC
- Coût d'installation élevé : Les fraiseuses CNC sont chères, coûtant souvent plus de 100,000 XNUMX $.
- Procédé à forte consommation d'énergie : Les fraiseuses consomment plus d'énergie que les perceuses, ce qui influence le coût.
- Limites de taille:La taille et la capacité des machines limitent également la taille des pièces pouvant être usinées. Cela peut donc limiter les applications de fraisage.
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Qu'est-ce que le perçage CNC ?
Mécanisme de perçage CNC
Le perçage CNC est spécialisé dans la création de trous cylindriques, où des forets CNC rotatifs alimentent le matériau et pénètrent depuis la surface jusqu'à une profondeur prédéterminée. La taille du trou dépend du diamètre et de la longueur du foret.
" Fraiseuse vs perceuse à colonne — Les fraiseuses peuvent également percer des trous tout en créant d'autres éléments en changeant les outils, tandis que la perceuse à colonne s'adapte à différents forets et est utilisée uniquement pour les trous.
Le perçage CNC peut réaliser des perçages borgnes, traversants, filetés, fraisés, lamifiés et bien d'autres encore types de trous dans les métaux, les plastiques et les composites.
Le processus de perçage CNC est similaire à celui du fraisage. Tout d'abord, une conception CAO est créée, suivie de la génération du code G&M et de l'installation des forets dans la broche.
Perceuse CNC en action
Le foret tourne et s'approche de la surface de travail dans une direction perpendiculaire. Les arêtes de coupe cisaillent le matériau et forment des copeaux. Les cannelures du foret guident les copeaux vers le haut et loin de la zone de coupe.
Avantages du perçage CNC
- Perçage précis des trous : Par rapport à la fraiseuse et à la perceuse, la perceuse se concentre uniquement sur la création de trous précis et d'autres fonctions connexes, comme le rainurage, le pochement, etc. Les perceuses peuvent accueillir des types et des tailles de forets plus divers que le fraisage.
- Rentabilité: Bien que le coût exact dépende de la conception et des exigences, le forage est rentable, en particulier sur de gros volumes. (Vous pouvez lire sur calcul du coût de forage ici)
- Polyvalence dans la taille des trous:Il peut produire des trous de différentes formes et tailles, de quelques millimètres de diamètre jusqu'à 2600 mm.
Inconvénients du perçage CNC
- Gaspillage de matériaux : Comme le fraisage, il produit également des déchets de matériaux.
- Limité aux matériaux durs : Il est difficile de percer des trous dans des matériaux durs comme l’acier à outils et les alliages de titane.
- Trous cylindriques uniquement : Les perceuses ou perceuses à colonne sont limitées aux trous de forme cylindrique.
- Faible précision par rapport au fraisage : Bien qu'il dispose de davantage de types de capacités de perçage de trous, le perçage manque souvent de la précision qu'offre une fraiseuse.
Applications des opérations de perçage et de fraisage CNC
Pièces de fraisage et de perçage CNC
Le fraisage est utilisé dans les pièces complexes et multi-fonctions dans de nombreux secteurs industriels et convient aussi bien au prototypage qu'à la production en série. La capacité d'accueillir divers outils de coupe permet aux machines CNC de produire diverses pièces en métal et en plastique.
D'autre part, le perçage est applicable pour réaliser des trous de formes et de tailles diverses dans des pièces usinées. Si les trous se trouvent dans des zones inaccessibles pour le fraisage et d'autres processus CNC, ils sont réalisés par perçage. Par exemple, vous commencez par créer les profils de surface dans le tour et créez les trous dans une perceuse à colonne.
| Industrie | Applications de perçage CNC | Applications de fraisage CNC |
| Industrie aerospatiale | -Trous pour fixations, canaux de refroidissement de turbine et collecteurs. | Surfaces complexes, supports moteurs et pièces avioniques. |
| Automobile | Trous de bloc moteur, pièces d'échappement, supports de suspension. | Boîtes de vitesses, jantes personnalisées, panneaux intérieurs. |
| Électronique | Trous de PCB, ouvertures de connecteurs, motifs de dissipateur thermique. | Boîtiers, moules, connecteurs, adaptateurs. |
| Dispositifs médicaux | Trous d'outils chirurgicaux, canaux d'implants, mèches dentaires. | Prothèses, gabarits chirurgicaux, équipements de diagnostic |
| Bijoux | Trous de perles, montures de pierres précieuses, pièces de montre. | Composants de bijoux personnalisés |
| Marine | Trous d'arbre, ouvertures de coque, pièces de moteur. | Pièces pour systèmes de navigation, accessoires et intérieurs de bateaux. |
| Industrie du pétrole et gaz | Trous de tuyaux, ouvertures de vannes, pièces de plate-forme. | Pompes, brides, outils d'exploration. |
Fraisage ou perçage : matériaux compatibles
La plupart des matériaux d'ingénierie sont compatibles avec le perçage et le fraisage, comme l'acier, l'aluminium, le cuivre, le plastique ABS, l'acrylique et les composites. Cependant, une perceuse à colonne gère mieux la céramique et le verre que les fraiseuses. En revanche, les fraiseuses CNC sont plus adaptées au perçage de trous dans des alliages supérieurs comme le nickel.
Le tableau ci-dessous décrit la compatibilité de ces deux procédés d’usinage avec divers matériaux ;
| Matériel | Fraisage CNC | Perçage CNC |
| Acier | ✅ | ✅ |
| Aluminium | ✅ | ✅ |
| Titane | ✅ | ✅ |
| ABS | ✅ | ✅ |
| PEEK | ✅ | ✅ |
| Nylon | ✅ | ✅ |
| Composites | ✅ | ✅ |
| Trempé Céramique | ❌ | ✅ |
| Le verre | ❌ | ✅ |
| Inconel | ✅ | ❌ |
| Alliages de tungstène | ✅ | ❌ |
| Acier à outils | ✅ | ✅ |
Fraisage et perçage : complexité de la conception
Les opérations de fraisage à commande numérique permettent de créer des géométries plus complexes, notamment des contours complexes, des formes multidimensionnelles et des caractéristiques complexes. En revanche, le perçage est limité aux trous cylindriques le long d'un seul axe. Les opérations de perçage ne sont favorables qu'aux conceptions de perçage simples.
Pièce usinée CNC complexe
Ainsi, le fraisage surpasse le perçage en termes de complexité de conception, offrant la possibilité de réaliser de multiples fonctions géométriques bien plus que de simples trous.
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Fraisage et perçage : configuration de la machine et outillage
Voyons en quoi le fraisage diffère du perçage en termes de travail demandé, de mécanismes de configuration d'outils et de variables d'usinage.
Serrage de travail
- Fraisage CNC : La pièce est maintenue solidement par des étaux, des pinces ou des gabarits. Il est souvent nécessaire de la resserrer pour usiner différents côtés de la pièce. Ensuite, la stabilité est essentielle car la pièce doit résister à des forces de coupe complexes.
- Forage CNC : Comme il s'agit d'une opération à axe unique, des étaux standards suffisent pour serrer la pièce sur l'établi. Le perçage nécessite moins de force de serrage que le fraisage.
Vitesse et profondeur de coupe
La vitesse de rotation de la broche dans les opérations de fraisage est inférieure à celle du perçage, les forets tournent plus vite (6000 à 2400 tr/min). La raison est qu'une opération de perçage sur un seul axe permet une vitesse plus rapide, alors que les fraises doivent se déplacer selon des trajectoires complexes.
La profondeur de coupe lors du perçage dépend de facteurs tels que le type de matériau et la taille du foret, tandis que la profondeur de fraisage peut être plus polyvalente en fonction du type de fraise, de la taille, de la géométrie et de l'usinabilité de la pièce.
Outils d'usinage
Outils de fraisage CNC
Le fraisage CNC utilise différentes fraises multipointes et des bords à l'extrémité, sur le côté ou aux deux endroits. Elles peuvent couper le matériau dans plusieurs directions pour façonner la pièce. Les fraises à queue sont les outils de fraisage les plus populaires. Le carbure, l'acier rapide (HSS), les superalliages ou d'autres matériaux durs sont utilisés pour fabriquer ces fraises.
Types de forets
Les forets sont les principaux outils utilisés dans les opérations de perçage. Ils sont fabriqués avec du carbure de tungstène, du HSS ou même parfois avec un revêtement diamanté. Les forets de 0.05 à 38 mm sont les plus courants dans les pratiques de perçage CNC.
| Types de fraisage Outils | Types d'outils de perçage |
| Fraise en bout | Foret hélicoïdal |
| Visage Mill | Foret à maçonnerie |
| Coupeur de nez de boule | Foret à goujon |
| Laminoir à brames | Foret plat |
| Coupe-face et côté | Foret à vis sans fin |
| Coupeur d'engrenages en développante | Foret à bêche |
| Coupe-mouche | Foret d'étape |
| Moulin creux | Fraise à chanfreiner |
| Moulin à coquillages | Peu de foret de noyau |
| Fraise en bout d'ébauche | Foret central |
| Coupe-queue d'aronde | |
| Coupeur d'aspérule |
Fraisage ou perçage : précision et finition de surface
Finition fraisage vs perçage
Les fraiseuses CNC sont capables d'atteindre des tolérances aussi serrées que ±0.01 mm à ±0.05 mm. Cependant, les machines multi-axes avancées peuvent offrir une tolérance allant jusqu'à ±0.005 mm dans des conditions d'usinage optimales. D'autre part, la plage de tolérance de perçage est de ±0.05 mm à ±0.1 mm, qui peut atteindre ±0.02 mm avec alésage.
Les surfaces fraisées CNC sont plus lisses que les trous percés. Les diverses possibilités d'outillage et la flexibilité de la machine permettent de maintenir une rugosité de surface (Ra) aussi faible que 1.6 µm. En revanche, la rugosité réalisable du trou percé est de 3.48 µm.
Les valeurs de tolérance et de rugosité (Ra) ci-dessus s'appliquent à des conditions d'usinage standard. Elles peuvent varier en fonction du type de matériau, de l'outillage et même de l'expertise de l'opérateur.
Quelle méthode choisir pour percer un trou ? Perçage ou fraisage
Nous avons vu que le fraisage est adapté si la conception présente plusieurs caractéristiques, mais que faire si vous souhaitez percer uniquement des trous avec une fraiseuse ? Oui, vous pouvez effectuer des opérations de perçage dans la fraiseuse.
Processus de perçage
Le choix de la fraiseuse dépend principalement de la nature des trous que vous souhaitez réaliser : trous profonds et standards ou géométrie complexe. Une perceuse CNC est idéale pour réaliser des trous cylindriques standards à grande vitesse et à faible coût. L'utilisation d'une fraiseuse pour la création de trous est préférable si le trou est complexe et de taille personnalisée.
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résumer
Le perçage et le fraisage ont tous deux des préférences d'application différentes ; le fraisage est adapté aux détails d'usinage complexes et le perçage est dédié aux trous d'ingénierie. Bien que le programme CNC contrôle le mouvement de l'outil dans les deux processus d'usinage, leur outillage et leur configuration sont également légèrement différents. Comprendre ces différences permet de décider lequel vous convient le mieux et comment des pièces de qualité peuvent être fabriquées avec un budget optimal.
Chez ProleanTech, nous fournissons des services précis mais abordables service de fraisage cnc pour une gamme d'industries, notamment l'automobile, l'électronique, la robotique, le médical et le matériel informatique. Notre expérience de plus d'une décennie dans la fabrication CNC peut être bénéfique pour vos projets. Nous pouvons fournir des pièces usinées pour votre porte selon vos spécifications de conception.
Questions fréquentes
En quoi le fraisage diffère-t-il du processus de perçage ?
Les opérations de fraisage CNC utilisent des outils de coupe rotatifs qui peuvent se déplacer dans les directions X, Y et Z, tandis que le perçage implique des forets CNC, qui se déplacent linéairement le long de l'axe de la pièce pour créer un trou.
Quelle est la différence entre le fraisage et le perçage de trous ?
Les forets se déplacent perpendiculairement à la surface de travail pour produire des trous profonds et droits. D'autre part, une fraise rotative enlève du matériau selon un trajet circulaire pendant le processus de fraisage des trous. Le fraisage des trous peut créer des trous de grande taille et de forme personnalisée.
Quelles sont les différentes opérations d'une fraiseuse CNC ?
Certaines opérations de fraisage courantes sont le fraisage frontal, le fraisage périphérique, le fraisage de rainures, le perçage et le taraudage.
Les forets sont-ils les mêmes que les forets de fraisage ?
Il s'agit de différents types d'outils CNC conçus pour des besoins d'usinage distincts et qui ne sont pas interchangeables. En général, les fraises sont appelées mèches de fraisage, qui peuvent couper le matériau dans plusieurs directions. En revanche, le foret contient une pointe qui pénètre dans le matériau pour percer des trous.
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