L'une des erreurs les plus faciles à commettre lors de l'achat d'une machine CNC est de choisir la course de la machine directement à partir des dimensions de la pièce.

Si votre plus grande pièce mesure 800 mm de long, il peut sembler logique de rechercher une machine CNC avec une course de 800 mm sur l'axe X-.

Mais cela ne suffit généralement pas.

L’espace réel requis pour l’usinage dépend bien plus que des dimensions brutes de la pièce. Les montages, l'accès aux outils, le maintien de la pièce, le jeu, la direction d'usinage et la position des caractéristiques affectent tous la course requise de la machine CNC.

C'est pourquoi un bon fournisseur de machines CNC ne devrait pas sélectionner une machine simplement en faisant correspondre la taille de la pièce aux numéros X/Y/Z.

La meilleure approche consiste à commencer par la configuration complète de l’usinage.

1. Le déplacement de la machine CNC n'est pas la même que la taille maximale de la pièce

Les déplacements X, Y et Z d'une machine CNC décrivent la distance que ses axes peuvent parcourir.

Cela ne signifie pas qu’une pièce ayant exactement les mêmes dimensions puisse être usinée confortablement.

Par exemple, supposons que votre pièce mesure :

800 × 500 × 400 mm

Il serait risqué de sélectionner une machine simplement parce qu’elle possède :

X = 800 mm
Y=500 mm
Z=400 mm

Il n’y aurait presque aucune allocation pour :

Dimensions du luminaire

Approche outil

Positionnement de la pièce

Serrage

Longueur de l'outil

Autorisation de sécurité

Usinage au-delà de la limite nominale de la pièce

La machine peut techniquement s'adapter aux dimensions, mais le processus d'usinage lui-même peut être extrêmement restrictif.

En pratique, la course requise de la machine CNC doit normalement être plus grande que la pièce elle-même.

La marge exacte dépend de la configuration de la machine et du processus d'usinage.

2. Commencez par la plus grande partie, mais ne vous arrêtez pas là

Si vous avez plusieurs pièces, identifiez d'abord la plus grande pièce représentative.

Regardez ensuite trois dimensions :

Longueur

Largeur

Hauteur

Ceux-ci correspondent généralement à ceux de la machine :

Déplacement sur l'axe X-

Déplacement sur l'axe Y-

Plage de travail de l'axe Z-

Mais ne les associez pas simplement-à-un.

Par exemple, un composant long peut avoir une grande dimension X mais très peu d'usinage requis à chaque extrémité.

Un autre composant peut être globalement plus petit mais présenter des cavités ou des caractéristiques profondes positionnées à proximité du bord, ce qui crée des exigences d'accès aux outils-plus importantes.

Par conséquent, lorsque vous choisissez la course de la machine CNC en fonction de la taille de la pièce, demandez-vous :

Où se déroule réellement l’usinage ?

Cette question peut être plus importante que les dimensions globales de la pièce.

3. Déplacement sur l'axe X {{1} : généralement, les acheteurs de première dimension vérifient

Pour un centre d'usinage vertical conventionnel, la course sur l'axe X-détermine généralement la distance que la pièce peut être couverte de gauche à droite.

Si votre pièce mesure 900 mm de long, vous devez envisager plus que simplement trouver une VMC avec 900 mm de débattement X.

Il vous faut également de la place pour :

Positionnement du luminaire

Serrage

Approche outil

Autorisation

Caractéristiques proches des deux extrémités de la pièce

Par exemple, la gamme VMC de Dabai comprend des modèles avec différentes enveloppes de travail, permettant aux acheteurs d'adapter la taille de la machine aux différentes exigences de production. Une spécification VMC actuelle répertorie les déplacements X/Y/Z de 800/550/550 mm avec une table de travail de 1 000 × 550 mm et une charge maximale de table de 500 kg.

Cela illustre un point important :

Le déplacement de la machine et la taille de la table sont liés, mais ils ne correspondent pas aux mêmes spécifications.

Une machine peut avoir une grande table sans fournir la même quantité de course d’axe utilisable.

4. Le déplacement sur l'axe Y- devient important lorsque la pièce est large

Les acheteurs accordent souvent plus d’attention à la longueur des pièces qu’à la largeur.

Mais si la pièce est large, une course insuffisante sur l'axe Y- peut devenir un facteur limitant.

Imaginez une assiette mesurant :

1200 × 700 mm

Une machine avec une course X suffisante peut encore avoir des difficultés si la course sur l'axe Y- est trop petite.

Cela devient particulièrement important lorsque :

Les trous sont situés loin du centre

De grandes poches s'étendent vers les bords

Plusieurs fonctionnalités doivent être atteintes depuis différentes directions

Un luminaire occupe une partie de la table

Pour les grandes plaques et les composants larges, comparez la course réelle de l'axe Y- avec la zone d'usinage plutôt que de regarder uniquement les dimensions de la table.

5. Le déplacement sur l'axe Z- est plus compliqué que la hauteur de la pièce

C'est là que de nombreux-premiers acheteurs commettent des erreurs.

Si la pièce mesure 400 mm de haut, cela ne signifie pas automatiquement que vous avez besoin d'une course de 400 mm sur l'axe Z-.

La machine doit également accueillir :

Hauteur du luminaire

Porte-outil

Longueur de l'outil de coupe

Position de la broche

Autorisation requise

Profondeur de coupe réelle

Par exemple:

Hauteur de la pièce : 300 mm

Hauteur de fixation : 150 mm

Extension de l'outil et du support : 150 mm

La broche peut nécessiter un mouvement vertical considérablement plus important que ne le suggère la hauteur de la pièce de 300 mm.

C'est pourquoi la sélection de l'axe Z- doit être basée sur la pile d'usinage complète, et pas seulement sur la hauteur de la pièce.

Pour les pièces hautes, les moules, les cavités profondes et les grands montages, cela peut être l'une des spécifications de machine CNC les plus importantes à vérifier.

6. N'oubliez pas le luminaire

Une machine peut avoir une course suffisante pour la pièce mais rester inadaptée une fois le montage installé.

Prenons un exemple simple.

Votre pièce est :

600 × 400 × 250 mm

Mais le luminaire en ajoute un autre :

100 mm de hauteur

Aujourd’hui, les conditions de travail réelles sont très différentes.

Si vous avez également besoin d'un outil long pour atteindre une cavité profonde, la broche a besoin d'un dégagement supplémentaire.

C'est pourquoi vous devez, dans la mesure du possible, fournir au fabricant de la machine CNC la méthode de maintien de la pièce réelle.

Dites-leur :

Dimensions des pièces

Poids partiel

Dimensions du luminaire

Méthode de serrage

Sens d'usinage souhaité

Cela permet au fournisseur d’évaluer l’enveloppe d’usinage réelle.

7. La taille de la pièce n'est pas la même que celle de l'enveloppe d'usinage

Cette distinction est particulièrement importante.

Taille de la pièce

Les dimensions physiques de la pièce brute ou finie.

Enveloppe d'usinage

L'espace dans lequel la machine peut réellement déplacer l'outil de coupe et atteindre les caractéristiques requises.

Une pièce peut tenir physiquement sur la table mais être difficile, voire impossible, à usiner efficacement.

Par exemple, un dispositif de grande taille peut empêcher la broche d'atteindre un élément proche du bord.

Une pièce haute peut réduire le jeu de la broche.

Un outil long peut créer des interférences avec la structure de la machine.

Par conséquent, lorsque vous comparez les déplacements des machines CNC, pensez en termes de :

Pièce + fixation + outil + jeu de broche + mouvement de coupe

plutôt que :

Dimensions des pièces uniquement

8. L'accès aux outils peut modifier le déplacement requis de la machine

Supposons qu’une pièce possède une cavité interne profonde.

Les dimensions extérieures peuvent être relativement petites, mais l'outil doit pénétrer profondément dans la pièce.

Un outil plus long peut résoudre le problème de portée, mais il peut en introduire un autre :

déviation et vibration de l'outil.

Les outils longs sont généralement moins rigides que les outils courts.

Cela peut affecter :

Finition superficielle

Précision dimensionnelle

Durée de vie de l'outil

Stabilité de coupe

Par conséquent, sélectionner simplement une machine avec un axe Z-plus long n'est pas toujours la bonne solution.

Parfois, la meilleure solution consiste à améliorer :

Sélection d'outils

Tenue de travail

Configuration des machines

Accessibilité de la broche

Stratégie d'usinage

Un bon fournisseur de machines CNC devrait évaluer le problème d'accès aux outils plutôt que de simplement recommander une course plus importante sur l'axe Z-.

9. Quand une machine CNC plus grande est-elle judicieuse ?

Une préoccupation courante est la suivante :

« Devrions-nous acheter la plus petite machine pouvant s'adapter à la pièce, ou choisir un centre d'usinage CNC plus grand ? »

La plus petite machine possible n’est pas toujours le choix le plus économique.

Si la machine est trop proche des limites de la pièce, vous risquez de rencontrer :

Maintien difficile

Accès limité aux outils

Plus de configurations

Longueurs d'outils plus longues

Accès opérateur restreint

Difficulté à ajouter les futures tailles de pièces

D’un autre côté, l’achat d’une machine nettement plus grande que vos besoins réels de production peut augmenter :

Coût d'achat

Surface au sol

Consommation d'énergie

Exigences en matière d'outillage

Coût d'entretien

Le but n’est donc pas de maximiser les déplacements des machines CNC.

L'objectif est de sélectionner suffisamment de déplacements pour effectuer confortablement les opérations requises, avec une marge raisonnable pour les déplacements et les besoins de production futurs.

10. Quand devriez-vous envisager un centre d’usinage à portique ?

Si vos pièces sont nettement plus grandes que ce que peut accueillir une VMC ou une HMC conventionnelle, la configuration de la machine elle-même devra peut-être être modifiée.

C’est là qu’un centre d’usinage à portique devient pertinent.

La gamme de portiques Dabai comprend des modèles grand-format tels que le G2019Z, avec un débattement X/Y/Z de 2 000/1 900/800 mm, une table de travail de 2 200 × 1 600 mm et une charge maximale de 4,5 tonnes.

Le problème n’est pas simplement qu’une machine à portique a une course plus importante.

Toute sa structure est conçue autour de l’usinage de pièces sensiblement plus grandes.

Pour les grands moules, matrices, composants structurels et autres pièces surdimensionnées, vous devez prendre en compte :

• Enveloppe de travail
• Chargement du tableau
• Rigidité structurelle
• Portée de la broche
• Accès à la pièce
• Disposition des luminaires

Si vos pièces approchent des limites pratiques d'un centre d'usinage vertical conventionnel, il peut être plus approprié d'évaluer une configuration à portique plutôt que de simplement rechercher un VMC avec une course légèrement plus importante.

11. Une grande pièce ne signifie pas toujours un portique

Cette distinction est importante.

Supposons que vous ayez un composant de 1 500 mm-de long, mais que seule une petite section nécessite un usinage.

Une très grande machine à portique n’est pas nécessairement la meilleure solution.

Considérons maintenant un moule de 1 500 mm dont la majeure partie de la surface nécessite un fraisage continu.

C'est une application complètement différente.

Le deuxième cas impose des exigences beaucoup plus grandes sur :

Enveloppe de travail de la machine

Mouvement de broche

Rigidité structurelle

Stabilité de l'usinage des surfaces

Par conséquent, lors de la sélection d'un centre d'usinage à portique, ne vous demandez pas seulement :

"Quelle est la taille de la pièce ?"

Demander:

"Quelle partie de la pièce doit être usinée et comment l'outil doit-il se déplacer autour d'elle ?"

Cela vous donne une bien meilleure base pour la sélection des machines.

12. Comment choisir la course pour un centre d'usinage à 5 axes

L'usinage 5 axes introduit une autre considération.

La taille physique de la pièce n’est pas la seule limitation car les axes rotatifs nécessitent également de l’espace.

Lors du choix d'un centre d'usinage 5 axes, pensez à :

• Diamètre de la pièce
• Hauteur de la pièce
• Dimensions de la table rotative
• Poids maximum de la pièce
• Dégagement de l'axe rotatif-
• Interférence de l'outil
• Angle d'inclinaison
• Dégagement de la broche

Une pièce qui s'adapte confortablement sur une machine à 3 axes peut devenir plus difficile à installer après l'ajout d'une table rotative ou d'un tourillon.

L'axe rotatif modifie l'enveloppe d'usinage effective.

C'est pourquoi la sélection d'une machine 5 axes doit être basée sur la configuration cinématique complète plutôt que sur une simple comparaison des déplacements X/Y/Z.

13. Les centres d'usinage horizontaux nécessitent une vue différente de l'espace de travail

Pour un centre d'usinage horizontal, l'orientation de la pièce change la façon dont vous devez évaluer l'enveloppe de travail.

Au lieu de vous demander uniquement si la pièce tient sur la table, réfléchissez à :

• Dimensions du luminaire ou de la pierre tombale
• Hauteur de la pièce
• Longueur de l'outil
• Dégagement de la broche
• Indexation rotative
• Accès à plusieurs visages

L’avantage d’un centre d’usinage horizontal vient souvent de sa capacité à usiner efficacement plusieurs faces.

Par conséquent, réduire le nombre de configurations peut s’avérer plus utile que simplement disposer d’un déplacement linéaire supplémentaire.

Si une machine avec une course légèrement plus petite peut usiner quatre faces en une seule configuration alors qu'une VMC plus grande nécessite plusieurs configurations, la machine plus petite peut en fait produire la pièce plus efficacement.

14. Laissez suffisamment de place pour les futures pièces

On s’attend souvent à ce qu’une machine CNC reste en production pendant de nombreuses années.

Par conséquent, ne dimensionnez pas la machine exclusivement en fonction des plus petites pièces actuelles.

Regardez les pièces que vous comptez produire au cours des prochaines années.

Par exemple:

Production actuelle :
600 × 400 × 300 mm

Futures pièces potentielles :
800 × 500 × 400 mm

Si la machine est achetée sans aucune tolérance au-dessus de la taille actuelle des pièces, vous risquez d'atteindre rapidement sa limite pratique.

Cela ne signifie pas que vous devez automatiquement acheter une machine beaucoup plus grande.

Au lieu de cela, identifiez la plage réaliste de tailles de pièces-de votre entreprise et sélectionnez la machine autour de cette plage.

Ceci est particulièrement important pour les fabricants qui opèrent une production mixte.

15. Un moyen pratique de calculer le déplacement requis de votre machine CNC

Au lieu de simplement ajouter une quantité fixe aux dimensions de la pièce, utilisez ce processus.

Étape 1 : Mesurez la plus grande pièce à usiner

Enregistrer:

Longueur × Largeur × Hauteur

Étape 2 : Ajoutez les dimensions réelles du luminaire

Incluez la hauteur et l’empreinte au sol du système de maintien de la pièce.

Étape 3 : Identifier les fonctionnalités d'usinage les plus éloignées

La machine doit atteindre les fonctionnalités les plus éloignées de la référence d'installation.

Étape 4 : Vérifier l'accès à l'outil

Déterminez si la longueur d’outil requise crée une interférence ou un porte-à-faux excessif.

Étape 5 : Vérifiez le jeu de la broche

Assurez-vous que la broche et le porte-outil peuvent s'approcher des surfaces requises.

Étape 6 : Vérifiez l’enveloppe complète de la machine

Comparez les exigences ci-dessus avec :

• Déplacement sur l'axe X-
• Déplacement sur l'axe Y-
• Déplacement sur l'axe Z-
• Taille du tableau
• Distance entre la broche- et la-table
• Dégagement des colonnes

Étape 7 : Envisager la production future

Vérifiez si la machine peut accueillir la prochaine génération réaliste de pièces que vous comptez produire.

Il s'agit d'une méthode beaucoup plus sûre que de simplement faire correspondre les dimensions de la pièce à la course annoncée de la machine.

16. Exemple : Choisir une machine CNC pour une pièce de 800 mm

Supposons que votre plus grand composant soit :

800 × 500 × 350 mm

Cela nécessite :

Haut-fraisage de surface

Forage latéral

Plusieurs poches

Tapotement

Un élément principal

Une machine avec exactement :

X 800 / Y 500 / Z 350 mm

serait un mauvais point de départ.

Vous n'avez aucune marge pratique pour le montage, l'approche de l'outil, le positionnement ou le dégagement.

Une meilleure machine peut avoir une course beaucoup plus longue, en fonction du montage réel et du processus d'usinage.

Maintenant, changez la situation.

Supposons que la même pièce nécessite un usinage sur quatre côtés.

La question n’est plus simplement :

« De combien de déplacements X/Y/Z avons-nous besoin ? »

Vous devriez également demander :

« Un centre d'usinage horizontal réduirait-il le nombre de réglages ?

Ou, s'il s'agit de plusieurs surfaces inclinées :

"Un centre d'usinage 5 axes permettrait-il de mieux utiliser l'enveloppe de travail disponible ?"

C'est pourquoi le déplacement de la machine doit toujours être évalué en même temps que sa configuration.

17. Que devez-vous envoyer à un fabricant de machines CNC ?

Si vous souhaitez une recommandation précise sur les déplacements de la machine CNC, envoyez au fabricant :

• Dessin de la plus grande pièce
• Modèle 3D si disponible
• Dimensions des pièces
• Poids partiel
• Dimensions du luminaire
• Méthode de serrage
• Caractéristiques d'usinage critiques
• Longueurs d'outils requises
• Nombre de configurations
• Matériel
• Volume de production

Le dessin est particulièrement utile car le fabricant peut voir si le problème vient réellement du déplacement de la machine ou s'il est causé par l'accès à l'outil, une interférence de fixation ou l'orientation de l'usinage.

Un fabricant professionnel de machines CNC devrait être en mesure d'expliquer pourquoi une plage de déplacement particulière est appropriée pour vos pièces plutôt que de simplement recommander la plus grande machine disponible.

Final : choisissez l'enveloppe de travail, pas seulement les nombres X/Y/Z

Choisir la course de la machine CNC en fonction de la taille de la pièce ne consiste pas à ajouter 100 mm à la longueur, à la largeur et à la hauteur de votre plus grande pièce.

La sélection correcte dépend de l'enveloppe d'usinage complète :

Pièce → Montage → Outil → Dégagement de broche → Mouvement d'usinage → Déplacement de la machine

Pour les composants plus petits et à usage général-, un centre d'usinage vertical peut fournir un espace de travail suffisant.

Pour l'usinage multi-faces, un centre d'usinage horizontal peut mieux utiliser l'enveloppe disponible en réduisant les configurations.

Pour les grands moules et les composants surdimensionnés, un centre d'usinage à portique peut être plus approprié car toute la structure de la machine est conçue autour de pièces plus grandes.

Pour les composants complexes utilisant des axes rotatifs, un centre d'usinage à 5 axes nécessite une prise en compte supplémentaire du jeu de l'axe rotatif et de l'accès aux outils.

L’objectif n’est pas d’acheter la machine ayant le plus grand débattement X/Y/Z.

Il s'agit d'acheter un centre d'usinage CNC avec suffisamment d'espace de travail utilisable pour usiner vos pièces de manière efficace, en toute sécurité et avec de la place pour les accessoires, les outils et les exigences de production qui les accompagnent.

Si vous comparez des machines CNC, fournissez le dessin de la pièce, les dimensions de la pièce, le poids, les informations sur les fixations et les opérations d'usinage requises au fournisseur de la machine CNC. Ces détails permettent d'évaluer la configuration de la machine et la plage de déplacement par rapport au processus de production réel plutôt que par rapport à la seule taille de la pièce.

Dabai Precision Machine Tool propose des centres d'usinage verticaux, des centres d'usinage horizontaux, des centres d'usinage à portique et des centres d'usinage 5 axes dans différentes plages de travail. Le déplacement approprié de la machine CNC peut être évalué en fonction de la taille réelle de la pièce, de la disposition des fixations, de l'accès à l'usinage et des exigences de production.