Comment choisir le bon centre d'usinage CNC pour vos pièces ?

Le choix du bon centre d'usinage CNC commence par la pièce et non par le catalogue de machines.

De nombreux acheteurs commencent par comparer la vitesse de broche, le déplacement de la machine, la taille de la table et le prix. Ces spécifications sont importantes, mais elles ne vous disent pas si un centre d'usinage CNC particulier améliorera réellement votre production.

Les questions les plus utiles sont :

• Combien de côtés de la pièce doivent être usinés ?
• Combien de configurations sont nécessaires ?
• Le matériau est-il difficile à couper ?
• La pièce nécessite-t-elle un enlèvement de matière important ou une finition fine ?
• La pièce peut-elle être usinée avec un processus standard à 3 axes ?
• Un centre d'usinage différent réduirait-il le temps de configuration ?
• Le volume de production est-il suffisamment élevé pour justifier une machine plus spécialisée ?

Les réponses vous orienteront généralement vers un centre d'usinage vertical, un centre d'usinage horizontal, un centre d'usinage à portique, un centre d'usinage 5 axes ou une autre configuration de machine CNC.

1. Commencez par la pièce que vous devez réellement produire

La première étape de la sélection d’une machine CNC consiste à examiner vos pièces plutôt que les spécifications de la machine.

Prenez plusieurs pièces représentatives de votre chaîne de production et identifiez :

• Dimensions maximales des pièces
• Poids partiel
• Matériel
• Nombre de surfaces usinées
• Trous, poches, filetages et contours requis
• Tolérances requises
• Finition superficielle
• Nombre de configurations actuelles
• Volume de production mensuel ou annuel

Ces informations permettent au fabricant de machines CNC de mieux comprendre vos besoins.

Par exemple, un petit boîtier en aluminium avec des trous et des poches sur le dessus ne nécessitera peut-être pas une machine compliquée. Un grand moule en acier avec des cavités profondes et un fraisage de surface étendu constitue un problème d'usinage complètement différent.

C'est pourquoi il n'existe pas de centre d'usinage CNC universellement « meilleur ».

La machine appropriée est celle qui résout les problèmes de production spécifiques créés par vos pièces.

2. De combien de configurations votre pièce a-t-elle réellement besoin ?

Les exigences de configuration sont souvent plus importantes que ce que les acheteurs pensent initialement.

Considérons un composant qui nécessite un usinage sur cinq côtés.

Avec un processus conventionnel à 3 axes, l'opérateur peut avoir besoin de :

Usinez la première face.

Retirez la pièce.

Faites-le pivoter et repositionnez-le.

Réalignez le luminaire.

Définissez une nouvelle coordonnée de travail.

Usinez une autre surface.

Répétez le processus.

La machine peut être capable de produire la pièce, mais le processus de production devient inefficace.

Chaque configuration supplémentaire peut signifier :

Plus de temps pour l'opérateur

Plus de travaux de montage

Des cycles de production plus longs

Alignement supplémentaire

Plus grande possibilité d’erreurs de positionnement

C'est là que le choix du centre d'usinage CNC devient important.

Si plusieurs côtés sont accessibles sans retirer la pièce à plusieurs reprises, un centre d'usinage horizontal ou un centre d'usinage à 5 axes peut réduire le nombre de configurations.

La question n’est donc pas simplement :

« Cette machine CNC peut-elle réaliser ma pièce ?

Une meilleure question est :

"Avec quelle efficacité ce centre d'usinage CNC peut-il fabriquer ma pièce ?"

3. Quand un centre d’usinage vertical est-il le bon choix ?

Un centre d'usinage vertical (VMC) constitue souvent un choix pratique pour les pièces où la plupart des opérations d'usinage peuvent être effectuées par le haut.

Les exemples typiques incluent :

Supports

Assiettes

Carters de machines

Composants de montage

Pièces mécaniques générales

Composants du moule

Si vos pièces nécessitent principalement :

Fraisage du visage

Fraisage de poche

Forage

Tapotement

Contouring

et la plupart des fonctionnalités sont accessibles dans une seule direction, un centre d'usinage vertical peut offrir la flexibilité dont vous avez besoin sans introduire de complexité inutile à la machine.

Le point important est qu’une VMC ne doit pas être sélectionnée simplement parce qu’il s’agit d’une machine CNC courante.

Regardez votre processus de configuration réel.

Si la plupart des pièces peuvent être chargées une seule fois et usinées efficacement par le haut, une VMC peut être un choix logique.

Toutefois, si les opérateurs doivent constamment retirer et faire pivoter les pièces, il est peut-être temps d'envisager une configuration de centre d'usinage différente.

4. Quand un centre d’usinage horizontal est-il plus judicieux ?

Un centre d'usinage horizontal (HMC) devient particulièrement intéressant lorsque plusieurs faces de la pièce doivent être usinées.

Imaginez un corps de vanne, un carter de boîte de vitesses ou tout autre composant présentant des caractéristiques d'usinage sur plusieurs faces.

Une machine verticale peut nécessiter plusieurs opérations de repositionnement.

Un centre d'usinage horizontal peut proposer une approche d'usinage différente, permettant à la broche d'approcher la pièce par le côté, tandis que le système de maintien de la pièce peut prendre en charge l'usinage multi-faces.

Cela peut aider à réduire :

Nombre de configurations

Manutention des pièces

Opérations d'alignement

Interruptions de production

L'usinage horizontal peut également être utile lorsque l'évacuation des copeaux devient un problème lors d'un usinage de poches profondes ou lourd.

Au lieu de choisir un centre d'usinage horizontal parce qu'il a des spécifications particulières, demandez-vous si sa configuration éliminera un problème dans votre processus de production existant.

C'est la raison la plus utile pour choisir une HMC.

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

Les grandes pièces créent souvent un autre type de problème d'usinage CNC.

Un client peut avoir un composant de deux mètres de long et supposer immédiatement qu'un centre d'usinage à portique est nécessaire.

Mais la longueur partielle ne suffit pas à elle seule pour prendre cette décision.

Il faut également savoir :

Quelle partie de la pièce nécessite réellement un usinage ?

Quelle est la profondeur des opérations de coupe ?

Quel est le poids de la pièce à usiner ?

Faut-il accéder à toute la surface ?

Quel espace de montage est nécessaire ?

Quelles forces de coupe seront générées ?

Un grand moule, une matrice, un composant structurel ou un composant mécanique lourd peut nécessiter un centre d'usinage CNC plus grand car la machine doit maintenir une coupe stable sur une grande zone de travail.

Dans ces situations, la conception structurelle et la rigidité d’un centre d’usinage à portique deviennent plus importantes que la simple présence d’une grande table.

L’objectif n’est pas d’acheter la plus grosse machine CNC disponible.

Il s'agit de s'assurer que la machine peut gérer la taille, le poids, les forces de coupe et la zone d'usinage réelles de la pièce.

6. Avez-vous vraiment besoin d’un centre d’usinage 5 axes ?

C’est l’une des questions auxquelles les acheteurs doivent répondre attentivement.

Un centre d'usinage 5 axes peut être extrêmement utile pour les composants complexes, mais toutes les pièces compliquées ne nécessitent pas un usinage 5 axes.

Considérons un composant comportant plusieurs surfaces inclinées.

Sur une machine CNC 3 axes conventionnelle, l'opérateur peut avoir besoin de plusieurs dispositifs et configurations pour atteindre ces surfaces.

Un centre d'usinage à 5 axes peut modifier l'orientation entre l'outil de coupe et la pièce à usiner, permettant potentiellement de réaliser davantage de fonctionnalités avec moins de configurations.

Cela peut être précieux pour :

Composants aérospatiaux

Roues

Composants de turbines

Moules complexes

Composants médicaux

Surfaces de forme libre-

Pièces avec plusieurs caractéristiques angulaires

Mais si vos pièces sont principalement constituées de surfaces planes, de poches standard, de trous verticaux et de contours simples, la capacité supplémentaire d'un centre d'usinage CNC 5 axes ne résoudra peut-être pas un problème de production important.

Alors au lieu de demander :

"Est-ce que 5 axes sont meilleurs ?"

demander:

"Combien de configurations, de montages et d'opérations d'alignement l'usinage 5 axes éliminerait-il ?"

C’est une manière beaucoup plus pratique d’évaluer l’investissement.

7. Faites correspondre la machine CNC au matériau

Le matériau que vous usinez peut modifier le type de centre d’usinage CNC dont vous avez besoin.

L'aluminium et l'acier, par exemple, peuvent nécessiter des stratégies d'usinage très différentes.

Pour les pièces en aluminium, une vitesse de broche élevée peut être utile lors de l’utilisation d’outils de coupe plus petits et de vitesses de coupe élevées.

Pour l'acier, la fonte ou d'autres matériaux nécessitant des coupes plus lourdes, la rigidité de la machine, le couple de broche et la stabilité structurelle peuvent devenir plus importants.

Si votre machine actuelle produit des vibrations lors de coupes plus profondes, acheter une autre machine simplement parce qu'elle a un régime de broche plus élevé ne résoudra peut-être pas le problème.

Le vrai problème peut être :

Rigidité insuffisante

Porte-à-faux d'outil

Tenue de travail

Paramètres de coupe

Caractéristiques de la broche

Structure de la machine

Lorsque vous discutez de vos besoins avec un fournisseur de machines CNC, expliquez le processus d'enlèvement de matière réel plutôt que de simplement spécifier la qualité du matériau.

Par exemple:

"Nous devons retirer 8 mm de matière d'un composant en acier en une seule opération."

est bien plus utile que :

"Nous usinons l'acier."

Ces informations permettent au fabricant du centre d'usinage CNC de recommander une configuration plus appropriée.

8. Ne sélectionnez pas une machine CNC en fonction uniquement de la vitesse de la broche

La vitesse de broche est l’une des spécifications les plus faciles à comparer, c’est exactement pourquoi elle peut être trompeuse.

Un régime de broche plus élevé peut s'avérer utile pour certaines applications d'usinage à grande vitesse.

Mais si votre production implique de grandes fraises et des coupes d'acier lourdes, le couple de broche et la puissance disponible peuvent avoir plus d'importance.

Par exemple, une machine conçue principalement pour l'usinage-à grande vitesse de l'aluminium n'est peut-être pas le choix le plus approprié pour la coupe agressive de l'acier.

Lorsque vous comparez les centres d'usinage CNC, tenez compte de l'ensemble des exigences de découpe :

Matériau + diamètre de fraise + profondeur de coupe + avance + temps de cycle requis

plutôt que de regarder uniquement le régime de la broche.

Le même principe s’applique aux déplacements en machine.

Une course X/Y/Z plus importante ne signifie pas automatiquement que la machine est meilleure pour vos pièces.

La question est de savoir si la course et le dégagement disponibles correspondent à votre pièce à usiner et à votre montage réels.

9. Votre appareil peut changer la machine dont vous avez besoin

C’est une question qui est souvent négligée lors de la phase d’achat.

Supposons que votre pièce mesure 800 mm × 500 mm.

Sur le papier, il peut s'adapter confortablement à une machine CNC dotée d'une table plus grande.

Mais ensuite tu ajoutes :

Fixation

Vice

Table rotative

Pinces hydrauliques

Pierre tombale

Système de localisation

L'espace d'usinage disponible peut changer considérablement.

Ceci est particulièrement important lors de la sélection d'un centre d'usinage horizontal ou d'un grand centre d'usinage CNC.

Par conséquent, lorsque vous demandez une recommandation à un fournisseur de machines CNC, fournissez autant que possible les dimensions de la pièce ainsi que les exigences en matière de fixation ou de serrage.

Une machine doit être évaluée comme un système de production complet, et pas seulement comme une table avec des déplacements X/Y/Z.

10. Laissez vos problèmes de production actuels guider la sélection de la machine

Si vous utilisez déjà des machines CNC, vos problèmes de production existants peuvent vous indiquer ce que la prochaine machine devrait résoudre.

Si vous avez trop de configurations

Étudiez un centre d'usinage horizontal, une configuration à 4 axes ou un centre d'usinage à 5 axes, en fonction de la géométrie de la pièce.

Si les grandes pièces sont difficiles à usiner

Regardez un centre d'usinage à portique doté d'une enveloppe de travail et d'une capacité structurelle appropriées.

Si une coupe lourde crée des vibrations

Regardez au-delà de la vitesse de broche et examinez la rigidité de la machine, le couple de broche, le maintien de la pièce et les conditions de coupe.

Si des surfaces complexes nécessitent plusieurs luminaires

Évaluez si un centre d’usinage 5 axes peut réduire le nombre de configurations.

Si la production est dominée par les trous et les filetages

Un centre de perçage et de taraudage à grande vitesse peut être plus adapté que l'utilisation d'un centre d'usinage-à usage général pour chaque opération.

Si votre production se compose principalement d'arbres et d'autres composants rotatifs

Un centre de tournage CNC ou un tour CNC peut être plus approprié qu'un centre d'usinage basé sur le fraisage.

C'est pourquoi le meilleur point de départ pour la sélection d'une machine CNC est souvent votre goulot d'étranglement actuel en matière de production.

11. Le volume de production change la réponse

La même pièce peut justifier différentes configurations de machines CNC pour différents volumes de production.

Pour les prototypes ou les commandes occasionnelles, la flexibilité peut être plus importante que l'efficacité maximale du temps de cycle-.

Pour une production en grand volume-, le temps de configuration devient beaucoup plus important.

Supposons qu'une configuration prenne 15 minutes et que votre processus nécessite quatre configurations.

Cela représente déjà une heure de travail de réglage par pièce avant de considérer le temps de découpe réel.

Si un autre centre d'usinage CNC peut réduire le processus à une ou deux configurations, l'investissement en équipement supplémentaire doit être pris en compte par rapport aux économies de production qui en résultent.

C'est pourquoi les acheteurs doivent indiquer le volume de production attendu lorsqu'ils demandent un devis à un fabricant de machines CNC.

Sans volume de production, il est difficile de déterminer si un centre d'usinage spécialisé est économiquement justifié.

12. Que devez-vous envoyer à un fabricant de machines CNC avant de demander un devis ?

Une demande de prix utile doit contenir suffisamment d’informations pour que le fournisseur puisse comprendre votre processus d’usinage.

Envoyez, dès que disponible :

Dessin de pièce ou modèle 3D

Cela permet au fabricant de comprendre la géométrie réelle.

Matériel

Incluez la qualité du matériau si elle affecte les conditions de coupe.

Dimensions et poids des pièces

Utilisez la plus grande pièce représentative plutôt que seulement la plus petite pièce.

Opérations requises

Par exemple:

Fraisage

Forage

Tapotement

Ennuyeux

Poche

Contouring

Usinage de surfaces-en angle

Nombre actuel de configurations

Ceci est particulièrement important lorsque vous envisagez une configuration différente du centre d'usinage CNC.

Volume de production

La quantité mensuelle ou annuelle est utile pour évaluer le temps de cycle et les besoins en automatisation.

Précision et finition de surface

Incluez les dimensions critiques lorsqu’elles affectent la sélection de la machine.

Luminaires et outillages existants

Cela aide le fournisseur de machines CNC à comprendre l’environnement de production réel.

Plus les informations sont complètes, moins vous avez de chances de recevoir une recommandation générique de machine.

13. Une liste de contrôle pratique pour la sélection d'un centre d'usinage CNC

Avant de prendre une décision d’achat, répondez à ces questions :

Cette liste de contrôle est souvent plus utile lors des discussions d’achat qu’une longue liste de spécifications de machine.

14. Le bon centre d'usinage CNC est celui qui résout votre plus gros problème de production

Il n’existe pas de réponse universelle à la question de savoir quel centre d’usinage CNC est le meilleur.

Pour un fabricant, un centre d’usinage vertical peut offrir la bonne combinaison de flexibilité et d’accessibilité.

D'autre part, un centre d'usinage horizontal peut réduire plusieurs configurations inutiles.

Pour les grands moules ou les composants structurels, un centre d'usinage à portique peut fournir l'enveloppe de travail et la rigidité requises.

Pour les composants complexes multi-angles, un centre d'usinage à 5 axes peut réduire les montages et les repositionnements.

Pour les-forages et taraudages à grand volume, un centre de perçage et de taraudage peut constituer une meilleure solution de production.

Le point important est de sélectionner la machine en fonction du problème que vous devez résoudre, et non du nombre de spécifications répertoriées dans une brochure.

Si vous comparez des centres d'usinage CNC, préparez plusieurs dessins de pièces représentatifs et examinez le processus d'usinage avec le fabricant. Le bon fabricant de machines CNC doit être en mesure d'expliquer pourquoi une configuration de machine particulière convient à vos pièces, où se situent ses limites et quel problème de production la machine proposée est censée résoudre.

Dabai Precision Machine Tool fournit des centres d'usinage verticaux, des centres d'usinage horizontaux, des centres d'usinage à portique, des centres d'usinage 5 axes, des centres de tournage CNC et des centres de perçage et de taraudage à grande vitesse pour différentes exigences de production. Pour un projet spécifique, la sélection de la machine peut être évaluée à partir de la géométrie réelle de la pièce, du matériau, de la méthode de maintien de la pièce, des opérations d'usinage et du volume de production.