Qu’est-ce qu’un centre d’usinage à 5 axes ?
Un centre d’usinage à 5 axes est une machine dotée de deux axes supplémentaires – un axe de rotation et un axe d’inclinaison – qui s’ajoutent à un centre d’usinage à 3 axes.
Il est capable d’un usinage tridimensionnel plus sophistiqué que les centres d’usinage à 3 axes, il a également la capacité supplémentaire de tourner et d’incliner la pièce à façonner pour l’usinage automatisé.
Les machines MC sont également capables d’usiner des géométries complexes avec une grande précision et sont largement utilisées dans les industries aérospatiale et automobile, ainsi que dans la production d’équipements médicaux. Dans ces domaines, les MC sont indispensables en raison de la haute précision et de la grande rigidité qu’elles requièrent.
Les MC contribuent à la sophistication croissante des machines et devraient permettre un usinage tridimensionnel encore plus poussé à l’avenir.
Utilisations des centres d’usinage à 5 axes
Les centres d’usinage à 5 axes sont utilisés dans de nombreux domaines, y compris dans les domaines industriels où un usinage tridimensionnel avancé est nécessaire.
- Industrie aérospatiale
Fabrication de pièces à géométrie complexe
- Industrie automobile
Fabrication de pièces de moteur et de suspension
- Industrie médicale
Fabrication d’équipements médicaux
Les centres d’usinage à 5 axes sont également utilisés dans divers secteurs de fabrication de pièces nécessitant un usinage de haute précision. Ces centres conviennent également à la production de masse et minimisent le travail des opérateurs, ce qui permet de réduire les coûts.
De plus, comme la machine fonctionne sous contrôle de programme, il n’y a pas de différences de qualité en fonction du niveau de compétence des opérateurs. L’utilisation de centres d’usinage à 5 axes réduit ainsi le risque que les travailleurs utilisent des outils dangereux, et permet d’éviter certains accidents.
Principe des centres d’usinage à 5 axes
Les centres d’usinage à 5 axes ajoutent deux axes – un axe rotatif et un axe incliné – à un centre d’usinage ordinaire pour permettre à la pièce de tourner automatiquement. Cela permet d’usiner des pièces à géométrie complexe et des surfaces courbes, ce qui est difficile avec les centres d’usinage conventionnels à 3 axes.
L’utilisation des centres d’usinage à 5 axes dépend également de l’orientation des outils, horizontale ou verticale. Les centres d’usinage horizontaux ont une grande précision d’usinage et peuvent être équipés de changeurs de palettes pour l’approvisionnement automatique des pièces, ce qui les rend adaptés à la production de masse de petites pièces précises. En revanche, les centres d’usinage tridimensionnels sont compacts et faciles à installer en raison de leur faible encombrement au sol. Ils conviennent à la production en petite quantité d’une grande variété de pièces.
Autres informations sur les centres d’usinage à 5 axes
1. Exemples d’usinage
En plus de l’usinage de base à 3 axes (XYZ), la table peut être tournée et inclinée simultanément pour permettre l’usinage en trois dimensions, ce qui est difficile avec l’usinage à 3 axes. Grâce à sa capacité à tracer des courbes complexes et à usiner sous plusieurs angles, cette machine est principalement utilisée pour la fabrication d’hélices utilisées dans les turbines à réaction et les ventilateurs de climatiseurs, pour l’usinage des orifices d’alimentation et d’échappement des moteurs automobiles et pour l’usinage de produits aux formes complexes, tels que divers moules, gabarits, pièces de prototypes et équipements de fabrication de semi-conducteurs.
Dans le cadre de l’usinage à 3 axes, si plusieurs faces doivent être usinées ou si le tournage sur un tour ou une machine similaire est nécessaire après les opérations d’usinage, les réglages doivent être modifiés à chaque fois que l’usinage est terminé. Cela augmente le temps de préparation (temps non consacré à l’usinage) et réduit l’efficacité. Le centre d’usinage à 5 axes permet quant-à-lui l’usinage simultané de plusieurs côtés, ce qui réduit le temps de préparation. Cette solution est donc efficace pour les pièces qui doivent être livrées rapidement.
De plus, certains modèles de centres d’usinage combinés à 5 axes sont équipés d’une fonction permettant le tournage par rotation de la table à grande vitesse, de sorte que les produits qui sont tournés séparément sur un tour peuvent également être usinés sans changement.
2. Programmation des centres d’usinage à 5 axes
La programmation des 5 axes est extrêmement complexe, car il faut introduire dans le programme NC du centre d’usinage non seulement le XYZ de base, mais aussi les commandes d’angle (axe B et axe C) pour les axes de rotation et d’inclinaison, et si l’angle change, l’origine de l’usinage changera également.
C’est pourquoi les programmes de contrôle à 5 axes sont principalement programmés par dessin (logiciel CAO), puis chargés dans la machine (logiciel FAO). L’usinage est ensuite effectué conformément au dessin. Certains fabricants ont introduit des “programmes interactifs” qui permettent une programmation intuitive en introduisant les formes à usiner, les matériaux et les conditions d’usinage en séquence, ce qui permet de créer facilement des programmes complexes sans avoir recours à un logiciel de CAO ou de FAO.