Qu'est-ce que le fraisage CNC ? Un guide complet

Fraisage CNC

De nombreux produits aujourd'hui, de Des coques de smartphones aux composants critiques des avions supersoniques, Les pièces sont usinées par fraisage CNC. Ce procédé de fabrication soustractif automatisé utilise un outil de coupe pour enlever de la matière de manière contrôlée et préprogrammée. Presque tous les matériaux peuvent être traités, notamment le métal, le plastique et le bois. C'est un procédé idéal pour le prototypage rapide et la production en série, permettant de façonner divers métaux et plastiques.  

At ProléanTechNous combinons des fraiseuses CNC de pointe avec des ingénieurs qualifiés pour fournir systématiquement des pièces complexes de haute qualité. Cependant, Les fabricants demandent souvent Comment produire de manière constante des pièces complexes et de haute précision ? La solution : le fraisage CNC. En automatisant les processus d’usinage, nous réduisons les erreurs, gagnons du temps et garantissons que les pièces répondent aux spécifications exactes.

Contrairement au fraisage manuel, le fraisage CNC enlève automatiquement de la matière d'un bloc massif. Il est guidé par des instructions informatiques. Fraiseuses à 3, 4 et 5 axes vous permettent de créer des motifs complexes, notamment contre-dépouilles, rainures, surfaces courbes et contours complexes, tout en maintenant des tolérances serrées et des finitions uniformes.

Dans cet article, vous découvrirez les avantages du fraisage CNC, les types de fraisage CNC que nous proposons chez ProleanTech, les matériaux et finitions disponibles, notre processus allant du téléchargement de la conception à la livraison, et les industries qui bénéficient de nos services.

L'usinage par fraisage CNC : un aperçu rapide

Fraisage CNC acrylique

Fraisage CNC sur mesure L'usinage est une méthode de fabrication de pièces par enlèvement de matière dans un bloc massif. Un outil de coupe rotatif enlève la matière tandis que la pièce reste sur une table. La table peut être déplacée ou pivotée pour permettre à l'outil d'atteindre différents angles et formes.

Ce procédé utilise un ordinateur pour piloter la machine. L'ordinateur détermine la trajectoire de l'outil, sa vitesse et l'ordre des passes. On obtient ainsi des pièces précises et régulières, bien supérieures à celles obtenues par fraisage manuel.

Les machines peuvent avoir un nombre d'axes variable. Les machines de base possèdent trois axes, tandis que les machines plus sophistiquées peuvent en avoir cinq, voire plus. Un plus grand nombre d'axes permet à la machine de créer des formes complexes sans avoir à déplacer la pièce. Le fraisage CNC s'applique à une vaste gamme de matériaux, notamment les métaux, les plastiques, le bois, le verre et bien d'autres, ce qui en fait un outil polyvalent pour de nombreux secteurs industriels. (Voir plus d'informations sur : Notions de base sur le fraisage CNC).

Composants courants des fraiseuses CNC

Composants de fraiseuse CNC

Une fraiseuse est composée de quelques éléments essentiels qui, combinés, permettent de transformer la matière première en pièces finies. Voici quelques composants standard d'une fraiseuse CNC :

• BrocheLa broche maintient l'outil de coupe et le fait tourner à grande vitesse. Elle enlève ainsi de la matière de la pièce à usiner.
• Changeur d'outilsLe changeur d'outils remplace automatiquement les outils de coupe. Cela permet de gagner du temps et d'éviter les interventions manuelles pendant la production.
• Panneau de configurationLe panneau de commande permet de contrôler la machine. Vous pouvez y configurer et ajuster les programmes pour guider le processus de fraisage.
• Table de travailLa table de travail assure la stabilité du matériau, souvent à l'aide de pinces ou d'étaux, afin de garantir la précision des coupes.

Quelles sont les étapes du processus de fraisage CNC ?

La transformation d'un dessin CAO en une pièce physique comprend plusieurs étapes cruciales. Voici comment se déroule le processus :

Créez votre modèle CAO

Dessin technique

Le processus initial consiste à créer un Dessin CAO 3D Décrivez la pièce souhaitée. Indiquez toutes les informations essentielles : dimensions, forme et géométrie. Tenez également compte des capacités de la fraiseuse CNC. Certaines caractéristiques, comme les contre-dépouilles et les formes profondes ou en retrait, peuvent nécessiter un équipement spécial ou des machines multiaxes. Il est préférable de bien planifier ces aspects afin de garantir une production correcte de la pièce et d'anticiper les coûts.

Conversion d'un programme CAO en programme CNC

Programmation CNC

Une fois votre modèle CAO créé, il faut le convertir en instructions pour la machine CNC. Grâce à un logiciel de FAO, il est possible de générer des programmes précis qui guident les mouvements de l'outil. Ces programmes sont généralement écrits en code G et en code M. G-Code régule les opérations de coupe, notamment la vitesse de la broche, le mouvement de l'outil et la profondeur de coupe. Code M Le logiciel traite les fonctions auxiliaires, telles que les commandes de changement d'outil et les commandes de démarrage/arrêt de la machine. La plupart des logiciels de FAO intègrent des simulateurs. Ces derniers garantissent que le programme générera correctement la pièce avant son usinage.

Préparer la fraiseuse CNC

Fraiseuse CNC horizontale avec panneau de commande

La fraiseuse est ensuite installée pour produire la pièce. Le programme CNC est chargé et la matière première ou l'ébauche est solidement fixée sur la table de travail. Les broches, les dispositifs de fixation et les outils nécessaires sont installés pour répondre aux exigences de la pièce. Cette préparation minutieuse garantit une coupe précise et efficace.

Exécutez le programme

Enfin, le programme CNC est exécuté. La machine opère ligne par ligne et découpe le matériau en reproduisant fidèlement le modèle CAO. L'intervention humaine est minimale, la machine effectuant tous les mouvements automatiquement. Une fois le programme terminé, les pièces sont soumises à un contrôle approfondi.

Quelle est la différence entre Fraisage CNC ou tournage Techniques ?

Fraisage CNC ou tournage

L'usinage CNC, le fraisage et le tournage sont des procédés d'usinage à commande numérique ; cependant, ils fonctionnent différemment et conviennent à des pièces différentes. In Tournage CNC, La pièce à usiner tourne sur un tour, et un outil de coupe à un seul point est utilisé pour la façonner. Ce procédé est particulièrement adapté aux pièces cylindriques ou coniques, notamment les arbres, les bagues ou les composants filetés. coupes, perçages, filetages et virages, toujours en contact avec le matériau.

Fraisage CNC Le fraisage utilise un outil de coupe rotatif à plusieurs points pour usiner une pièce fixe. Il permet ainsi de réaliser des surfaces planes, des rainures, des poches et des formes 3D complexes. Le fraisage est particulièrement efficace pour les géométries irrégulières, les détails fins et les pièces nécessitant plusieurs angles ou courbes.

En résumé, les pièces rondes ou symétriques sont mieux adaptées au tournage, tandis que les conceptions plus complexes et multidimensionnelles sont mieux adaptées au fraisage. (En lien avec : Fraiseuse contre tour)

Fraiseuses CNC 3 axes vs 4 axes et 5 axes ? Quelle est la différence ?

Fraisage CNC 5 axes

• Fraiseuses 3 axes : Ce type de machine déplace l'outil de coupe selon trois axes : X, Y et Z. Elle convient aux formes simples et aux surfaces planes, pour des pièces simples. Facile à installer et économique, elle est idéale pour les petites séries ou les conceptions simples.
• Fraiseuses 4 axes : Une machine 4 axes est équipée d'un axe de rotation supplémentaire, généralement appelé axe A. Celui-ci permet la rotation de la pièce, offrant ainsi à l'outil la possibilité d'accéder à davantage de faces ou de surfaces arrondies sans avoir à réaligner la pièce. Elle est idéale pour les composants plus complexes que ceux qu'une machine 3 axes peut usiner.
• Fraiseuses 5 axes : Ces machines se déplacent selon trois axes linéaires et deux axes de rotation. Cela permet à l'outil d'approcher la pièce sous quasiment tous les angles. Elles sont utilisées pour l'usinage de pièces extrêmement complexes, telles que des composants aérospatiaux, des implants médicaux et des pièces de précision en titane. En fraisage 5 axes, les pièces complexes sont parfois usinées en une seule opération, ce qui permet un gain de temps et une précision accrue. (Voir également: Fraisage CNC vs perçage)

Quels sont les points à prendre en compte lors de la conception de pièces pour le fraisage CNC ?

Pièce de fraisage CNC 

Lors de la conception de pièces pour le fraisage CNC, vous pouvez gagner du temps et de l'argent, tout en améliorant la qualité, en suivant les conseils ci-dessous. Par exemple :

• Minimiser les configurations : Essayez de minimiser autant que possible le nombre de réglages. Un nombre réduit de réglages implique une production plus rapide, des coûts moindres et une externalisation facilitée.
• Coins intérieurs : Les rayons des angles internes ne doivent pas dépasser le quart de la profondeur de coupe, et de préférence moins de la moitié. Les rayons de grande dimension sont moins coûteux à usiner. Il convient d'utiliser des trous pré-percés à la place de… fraisage de filets poches profondes.
• Parois minces et sections : In micro fraisageLes pièces minces peuvent se plier ou se déformer lors de l'usinage, même dans les métaux tendres. Les pièces plus épaisses améliorent la stabilité, l'état de surface et l'efficacité.
• Taille de la pièce : Les petites pièces nécessitent des outils de précision, plus lents et plus coûteux à usiner. Les pièces de plus grande taille sont plus faciles et moins chères à usiner, à condition que leur conception le permette.
• Standardisation: Les dimensions des filetages, les rayons des angles, les matériaux et les tolérances seront standardisés. Cela permettra de réduire les coûts et d'accélérer la production, car il sera plus facile de s'approvisionner en pièces auprès de plusieurs fournisseurs.

Meilleures pratiques logicielles pour les opérations de fraisage CNC

Logiciel CNC pour l'usinage CNC

L'utilisation innovante des logiciels de CAO peut simplifier et réduire le coût des pièces. Par exemple, dans SolidWorks, des outils comme l'Assistant de perçage permettent de créer rapidement et avec précision des trous de dimensions standard. Les fonctions créées à partir de formes simples, telles que l'extrusion ou la révolution, sont plus faciles à usiner que celles créées à partir de formes complexes, telles que le lissage ou le balayage.

De manière générale, les composants comportant moins de fonctionnalités sont plus prévisibles et peuvent être fabriqués en plus grande série. En effet, lorsqu'une conception complexe n'est pas requise, une approche plus simple permet de gagner du temps, de minimiser les coûts et d'éviter les erreurs potentielles.

Types courants de fraisage CNC que vous devriez connaître

Le fraisage CNC peut être réalisé sous différentes formes, en fonction de la pièce et de la finition requise.

Fraisage vertical

Le fraisage vertical consiste à positionner la broche au-dessus de la pièce à usiner, lui permettant de se déplacer verticalement le long de l'axe Z. La table se déplace quant à elle sur les axes X et Y.

• Fraiseuse verticale à tourelle : La broche reste immobile, mais la table se déplace.
• Broyeur à banc vertical : Le bras est actionné par la broche, et la table ne se déplace que sur l'axe X.

Le fraisage vertical est approprié pour un nombre important de pièces moyennement complexes.

Fraisage horizontal

Le fraisage horizontal utilise une broche qui tourne horizontalement. Il est particulièrement adapté aux pièces lourdes ou longues et permet aux copeaux de glisser hors de la pièce, facilitant ainsi la coupe.

Fraisage de face

Fraisage de face

Le fraisage en bout utilise une fraise perpendiculaire. La face et les arêtes de l'outil sont dentées, ce qui permet d'obtenir des surfaces planes et des finitions lisses. Il s'effectue aussi bien sur des machines verticales qu'horizontales.

Fraisage ordinaire

Fraisage ordinaire

Le fraisage de surface consiste à positionner la fraise perpendiculairement à la surface. Il permet une profondeur de coupe plus importante et couvre une plus grande surface. Les fraises à gros grain offrent une vitesse de coupe plus élevée, tandis que les fraises à grain fin permettent d'obtenir des finitions plus fines.

Fraisage angulaire

Fraisage angulaire

La fraise est angulée grâce au fraisage angulaire. Cette technique permet de réaliser des formes angulaires telles que des rainures, des chanfreins et des dentelures.

Fraisage de forme

Les surfaces irrégulières ou profilées sont usinées à la forme. Des fraises spéciales, telles que des fraises concaves, à arrondir les angles ou hémisphériques, sont utilisées pour les formes complexes. Ce procédé est particulièrement adapté aux formes courbes ou complexes.

Commun Types de fraisage Les machines et leurs utilisations

Différentes fraiseuses sont conçues spécifiquement pour des tâches et des pièces aux géométries particulières. Voici les principaux types :

Type RAM

Sur les machines à coulisseau, la broche est fixée sur un bras mobile situé sur la colonne. Ce bras peut se déplacer selon deux axes : les axes X et Y. Ce type de machine est généralement utilisé en fraisage horizontal et offre une grande flexibilité pour le positionnement de l’outil de coupe.

Type genou

Sur les machines à genouillère, la broche reste fixe ; la table de travail se déplace verticalement. La genouillère permet de lever ou d'abaisser la table le long de la colonne afin d'aligner la pièce à usiner. Ce type de machine est couramment utilisé en fraisage simple.

Planificateur de type

Les machines de type raboteuse possèdent une table de travail fixe selon les axes Y et Z, et la broche peut se déplacer selon les axes X, Y et Z. Certaines raboteuses peuvent comporter jusqu'à quatre broches fonctionnant simultanément, permettant ainsi l'utilisation simultanée de plusieurs outils.

Type de lit

Sur les machines à banc fixe, l'outil est fixé à la pièce par le bas. La machine se déplace selon les axes X, Y et Z pour usiner la pièce. Ce type de machine est généralement utilisé pour les pièces lourdes ou larges.

Quels types de pièces les fraiseuses CNC peuvent-elles produire ?

Pièces fraisé CNC

Les fraiseuses CNC sont précises et peuvent produire des pièces aux formes complexes et aux tolérances serrées.

Voici quelques exemples courants de pièces :

• composants aérospatiaux tels que le train d'atterrissage et les structures de fuselage
• Pièces automobiles telles que panneaux de commande, essieux et moules (Voir plus : Fraisage CNC pour pièces automobiles)
• Boîtiers et étuis pour appareils électroniques grand public
• Instruments médicaux, outils chirurgicaux et orthèses
• Composants pétroliers et gaziers tels que vannes, tiges et axes
• Prototypes et modèles pour le développement de produits
• Sculptures, meubles et pièces de menuiserie

Le fraisage CNC peut travailler avec de nombreux matériaux, notamment l'aluminium, le bronze, le cuivre, l'acier, la céramique, la pierre, le bois, le zinc, le titane, les plastiques et d'autres matériaux d'ingénierie.

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Pour gagner du temps et coût de mouturePrivilégiez la simplicité dans vos conceptions. Les pièces aux caractéristiques standardisées et utilisant un outillage courant sont plus rapides à usiner et prennent moins de temps. Les conceptions complexes sont possibles, mais elles sont plus longues et plus coûteuses. Par exemple, pour les grandes séries, il est plus facile de fabriquer une pièce en aluminium avec des tolérances serrées que la même pièce en plastique. Les conceptions simples et standard sont les plus efficaces, et les fonctionnalités ou matériaux spéciaux ne doivent être ajoutés qu'en cas de besoin.

ProleanTech utilise des centres d'usinage de pointe à 3 axes, 3+2 axes et 5 axes. Nous fournissons rapidement des pièces précises et de haute qualité. devis instantanés gratuits pour vous aider à planifier votre production.