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Types de fraiseuses CNC : Un guide complet des classifications, des applications, des problèmes courants et des solutions

"Type de fraisage CNC"Il s'agit d'un système de classification multidimensionnel qui inclut la capacité de la machine (nombre d'axes), la structure de la machine, les méthodes de fraisage basées sur les caractéristiques, les stratégies de parcours d'outils/de coupe et les approches basées sur les matériaux ou l'état de la machine. Comprendre les types de fraisage CNC permet de réduire les réglages et les transferts de données, d'améliorer la stabilité des processus et de rendre les coûts et les délais plus prévisibles tout en respectant la géométrie, toléranceet les exigences en matière de surface.

Type de fraisage CNC

Fraisage manuel (conventionnel) et fraisage CNC : Capacité et stabilité

Le broyage est généralement divisé en fraisage manuel (conventionnel) et Fraisage CNC. Tous deux peuvent produire des caractéristiques de fraisage de base, mais ils diffèrent considérablement en ce qui concerne la répétabilité, la gestion de la complexité et la stabilité des tolérances.

Fraisage manuel/conventionnel

Le fraisage manuel repose sur l'habileté de l'opérateur à contrôler la course, l'avance et les ajustements dimensionnels. Il convient aux géométries simples, aux petites quantités et aux tâches de réparation/retouche. Il est possible de le modifier, mais la cohérence dépend fortement de la technique de l'opérateur et des conditions de l'atelier.

  • Utilisations typiques: surfaçage de base, rainurage, chanfreinagetravaux en petites quantités, reprises/réparations, coupes d'essai rapides
  • Principales limitationsCapacité limitée pour les contours complexes et les tolérances de positionnement serrées ; risque de variation plus élevé pour les tolérances serrées et les exigences esthétiques.
  • Problèmes courants et solutions:
    • Grande variation dimensionnellePour les dimensions critiques, il convient d'utiliser un rythme "laisser en stock-finir couper-vérifier", de conserver les caractéristiques critiques au sein d'une même configuration et d'un même point de référence dans la mesure du possible, et d'ajouter des butées simples ou des aides à la localisation afin d'améliorer la répétabilité.
    • Marques d'outils rugueuses / déchirures de la surfaceSur les surfaces visibles, utiliser des passes continues dans une seule direction afin d'éviter une texture irrégulière due à des arrêts fréquents.
    • Bavures et arêtes incohérentesLes exigences en matière de rupture d'arête et d'ébarbage (par exemple, une gamme de chanfreins standard) sont spécifiées afin de réduire les différences d'interprétation.

Fraisage CNC

Le fraisage CNC utilise des parcours d'outils, des paramètres de coupe et un ordre d'opération programmés, ce qui le rend adapté aux pièces multifonctionnelles et multifaces, aux tolérances serrées et à une production cohérente. Ses principaux atouts sont la répétabilité, la traçabilité et le contrôle de qualité normalisé.

  • Utilisations typiques: motifs de trous denses, poches/cavités, contours complexes, surfaces 3D, points de référence critiques et faces d'assemblage
  • Note de processusL'utilisation d'un système de contrôle de la qualité pour l'ensemble du processus de fabrication : la définition des points de référence, des tolérances critiques et des exigences en matière de surface (rugosité/norme cosmétique), ainsi que la réalisation des caractéristiques critiques en un nombre réduit d'opérations améliorent considérablement la cohérence et réduisent les risques de retouche.

Types de fraisage CNC par capacité de la machine (nombre d'axes)

Le nombre d'axes détermine l'accès à l'outil et le nombre de réglages, ce qui a une incidence directe sur la précision du positionnement et le coût global. Moins de réglages signifie généralement moins de transferts de données et moins de risques d'erreurs cumulées.

Fraisage CNC 3 axes

Le fraisage 3 axes couvre la plupart des pièces fonctionnelles et structurelles avec une grande disponibilité et des coûts maîtrisés. Les pièces complexes peuvent nécessiter plusieurs serrages ; les exigences élevées en matière de positionnement dépendent d'un plan de référence solide et d'une fixation répétable.

  • Meilleur pourplans, marches, schémas de perçage courants, poches peu profondes, profils simples
  • Problèmes courants et solutions:
    • Inadéquation entre les caractéristiques après retournement (trous/étapes non alignés)Les éléments de positionnement critiques doivent, dans la mesure du possible, être regroupés dans un seul et même montage.
    • Ondulation de la paroi / dérive de la taillePour les parois minces, améliorer le support et utiliser l'usinage par étapes pour réduire les distorsions de serrage.

Indexation / Fraisage 3+2 (multiaxe positionnel)

Cette approche réduit les mises en place en indexant la pièce dans des orientations multiples, tandis que la plupart des opérations de coupe sont effectuées comme un usinage stable à trois axes. Il s'agit d'un bon équilibre entre la complexité et le coût.

  • Meilleur pourtrous taraudés multidirectionnels, modèles de trous multi-faces, caractéristiques d'assemblage multi-faces
  • Problèmes courants et solutions:
    • Tolérance multi-faces Variation de l'empilementLes résultats de l'étude sont les suivants : normalisation de "l'ordre de traitement des données" afin d'éviter les changements fréquents de données ; finition des faces/trous critiques selon le même schéma de repérage et validation de la répétabilité au cours des essais de première particule.

Fraisage CNC 4 axes (Indexation avec axe rotatif)

Le 4 axes ajoute un axe rotatif pour l'usinage indexé, idéal pour les motifs circonférentiels et les caractéristiques latérales répétées. La stabilité de la qualité dépend de la précision de l'indexation et de la fiabilité du dispositif de fixation.

  • Meilleur pourLes caractéristiques de l'appareil sont les suivantes : motifs de boulons circulaires, fentes latérales, caractéristiques circonférentielles répétées.
  • Problèmes courants et solutions:
    • Erreur angulaire / erreur de pas accumuléePour les trous critiques, il convient de les réaliser en premier lieu, puis d'utiliser des parcours de finition stables (alésage/alésage) afin de réduire la sensibilité aux forces latérales.

Fraisage CNC 5 axes (Continu Simultané)

L'axe 5 est utilisé pour les surfaces complexes, les trous obliques et les parois difficiles d'accès. Il améliore la qualité de la surface et la stabilité de la position en réduisant l'outillage et les réglages à longue portée. La simulation et la validation du processus sont essentielles pour éviter les collisions ou les surépaisseurs.

  • Meilleur poursurfaces 3D complexes, trous obliques, finition des parois profondes, assemblages multi-faces à position élevée
  • Problèmes courants et solutions:
    • Ondulation de la surface / lignes de démarcation visiblesLes objectifs du programme sont les suivants : renforcer le contrôle des festons et adoucir les transitions entre les parcours d'outils ; réduire les changements de direction brusques ; contrôler le faux-rond de l'outil et utiliser un système de porte-outils rigide pour privilégier une finition homogène.
    • Risque de surcoupe/interférenceLes mesures à prendre sont les suivantes : garantir un dégagement et un espace de retrait adéquats ; sélectionner le cône/longueur d'outil approprié ; simuler et valider les zones critiques à l'aide de coupes d'essai avant de verrouiller le processus.
Vue intérieure de l'usinage CNC à 5 axes
Vue intérieure de l'usinage CNC à 5 axes

Types de fraisage CNC par structure de machine

La structure de la machine influe sur la rigidité, l'évacuation des copeaux et la taille des pièces à usiner, ce qui est essentiel pour les cavités profondes, les plans à longue course et les composants de grande taille.

Fraisage vertical

Très polyvalent pour les pièces de petite et moyenne taille. Les cavités profondes sont plus sujettes à la recoupe des copeaux, d'où l'importance des parcours d'évacuation des copeaux et des routines de nettoyage.

  • Problème courant et solution:
    • Rayures murales à poche profondeles parcours d'ébauche en couches et les parcours d'outils ménageant les copeaux (par exemple, entrée hélicoïdale, levées périodiques pour dégager les copeaux), et l'optimisation de la direction du liquide de refroidissement et de l'air pour éviter les recoupes.

Fraisage horizontal

Meilleure évacuation naturelle des copeaux, souvent préférée pour les cavités profondes, les pièces en caisson, l'usinage sur plusieurs faces et la stabilité de la production. Elle nécessite une planification rigoureuse des montages et des données.

  • Problème courant et solution:
    • Incohérence multi-facesL'utilisation d'un système de repérage répétitif (goupilles + surfaces de repérage) permet de standardiser l'ordre des opérations et de finir les caractéristiques critiques selon un schéma de repérage unique.

Fraisage à portique (grande course)

Utilisé pour les grandes pièces et les longs déplacements planaires. La planéité peut être influencée par les contraintes résiduelles et les gradients de température ; des étapes d'enlèvement et de stabilisation sont souvent nécessaires.

  • Problème courant et solution:
    • Variation de la planéitéPour les pièces sensibles, utiliser des matériaux plus stables ou ajouter des étapes intermédiaires de stabilisation/relâchement des contraintes.

Types de fraisage CNC par caractéristiques (méthodes basées sur la géométrie)

La classification basée sur les caractéristiques s'applique directement à la géométrie réelle des pièces. Les différentes caractéristiques varient en termes de sensibilité à la rigidité de l'outil, à l'évacuation des copeaux et au contrôle de la finition de la surface.

Fraisage de face

Utilisé pour créer de grands plans et établir des surfaces de référence. La qualité dépend de la stabilité de la fraise, de la stratégie de trajectoire et de la rigidité de la machine.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Motif irrégulier / taches brillantes: vérifier le faux-rond de la fraise et la cohérence de la hauteur de la plaquette ; maintenir une direction stable et des passages continus sur les faces cosmétiques.
    • Planéité instableLes méthodes de travail les plus efficaces sont les suivantes : séparation de l'ébauche et de la finition ; zonage des grandes surfaces et gestion de la chaleur ; enlèvement par étapes pour réduire les effets de relâchement de la contrainte.

Fraisage en bout

La méthode la plus universelle pour les murs, les marches, les profils, l'ébauche et la semi-finition.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Ondulation de la paroi / dépassement de l'anglePour les travaux de finition, il est recommandé d'effectuer un léger engagement et des passes multiples pour minimiser la déviation ; ajouter une légère "passe de ressort" si nécessaire pour stabiliser la taille.

Fraisage de poche/de cavité

Utilisé pour les cavités et la réduction du poids. Les poches profondes sont sensibles à l'évacuation des copeaux et à la chaleur.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Galeries/rayures sur les mursOptimiser les trajectoires d'évacuation des copeaux et le rythme de nettoyage ; finir les sols avec des trajectoires d'outils plus lisses et cohérentes pour unifier la texture.
    • Profondeur de poche irrégulièreLes produits de l'industrie de l'acier sont les suivants : utilisation d'une passe de finition contrôlée et augmentation des contrôles en cours de processus afin d'éviter les dérives dues aux variations de chaleur et de charge.

Fraisage de rainures

Utilisées pour les rainures de guidage, les rainures de clavetage et les caractéristiques de rétention. Les fentes étroites et profondes augmentent les défis liés à la charge et à l'évacuation des copeaux.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Largeur de fente instable / risque de ruptureLes mesures à prendre sont les suivantes : éviter le rainurage lourd sur toute la largeur ; utiliser le fraisage latéral en couches ; donner la priorité aux outils courts et rigides et ajouter des cycles de dégagement des copeaux.
    • Bavures lourdesLes tâches à accomplir sont les suivantes : maintenir un outillage tranchant et une direction appropriée ; spécifier les attentes en matière de rupture de bord et d'ébavurage pour les bords critiques de l'assemblage.

Fraisage de profils et de contours

Définit la géométrie extérieure et les lignes de démarcation ; essentiel pour l'ajustement et la cohérence cosmétique.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Ébréchures sur les bords / rayures cosmétiquesPour les travaux de finition, il est recommandé d'utiliser des outils bien affûtés et d'éviter les chutes de copeaux ; d'utiliser des contours de finition continus et une direction de marquage cohérente ; d'ajouter une légère passe de finition secondaire si nécessaire pour la qualité des bords.
    • "Profil en escalierles lignes témoins : resserrer les mouvements d'enjambement et d'enchaînement pour réduire les lignes témoins.

Fraisage de surface en 3D

Utilisé pour les surfaces complexes à l'aide d'outils à bille ou à rayon d'angle ; les résultats dépendent du contrôle du festonnage et de la douceur de la transition.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Ondulations / coutures témoinsLes objectifs de hauteur des festons et d'amélioration de l'estompage ; le contrôle du faux-rond et de la rigidité du support ; l'utilisation de trajectoires plus lisses pour réduire les artefacts dynamiques dus aux changements d'accélération.

Réalisation de trous sur les fraiseuses (perçage/alésage/alésage)

La qualité des trous dépend fortement de l'itinéraire du processus. Les trous de précision nécessitent souvent des opérations de finition au-delà du perçage.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Variation du diamètre / mauvaise rondeurLes mesures à prendre sont les suivantes : utiliser une méthode de finition stable (alésage/alésage) pour les trous d'ajustement au lieu de percer sur mesure ; maintenir les trous critiques dans un schéma de référence unique et renforcer le retour d'information sur les mesures.
    • Dérive positionnelleréduire les transferts/réinstallations de points de référence ; normaliser l'ordre d'usinage en fonction des points de référence primaires.

Fraisage de filets

Le fraisage de filets est bien adapté aux matériaux difficiles ou lorsque la consistance des filets est essentielle. Le risque est plus contrôlable que le taraudage dans de nombreux cas.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Filets incomplets / interférences / défaillance de la jaugePour les matériaux difficiles, il convient de procéder à des coupes échelonnées plus prudentes afin d'assurer la stabilité de l'opération.
Acier inoxydable 304 2

Types de fraisage CNC par parcours d'outil et stratégie de coupe

La stratégie détermine si la charge de coupe est stable, ce qui affecte le broutage, la dérive thermique, les défauts de finition et la durée de vie de l'outil.

Dégrossissage et finition

L'ébauche se concentre sur le taux d'enlèvement et la stabilité des copeaux ; la finition se concentre sur la taille, la surface et les relations de position. La séparation de l'ébauche et de la finition et l'utilisation d'un stock approprié réduisent les risques de dérive et de finition, en particulier pour les parois minces, les pièces longues et les assemblages à plusieurs faces.

Fraisage dynamique/trochoïdal

Maintient une charge d'outil plus constante pour réduire la chaleur et les chocs, ce qui est particulièrement efficace pour l'ébauche de poches profondes et les matériaux plus durs. Il est couramment utilisé pour améliorer la stabilité du processus et réduire la casse.

Fraisage à grande vitesse (HSM)

Peut améliorer l'efficacité et la qualité de la surface dans des conditions appropriées, mais exige une forte dynamique de la machine, l'équilibre de l'outil et l'évacuation des copeaux. Pour les objectifs esthétiques, des transitions douces et un outillage stable sont généralement plus importants qu'une simple augmentation de la vitesse.

Broyage à haut débit

Efficace pour l'ébauche de grandes surfaces avec une faible profondeur et une avance élevée, mais dépend fortement de la rigidité et du contrôle de la trajectoire de l'outil. Les pièces à parois minces nécessitent une mise en scène prudente pour éviter les déformations et les variations de taille.

Axe 5 Préparation avant transformation
Axe 5 Préparation avant transformation

Types de fraisage CNC par matériau et condition de fonctionnement

Le matériau modifie les mécanismes d'usure, le comportement thermique, la formation de bavures et les modes de défaut, de sorte que les méthodes axées sur le matériau sont importantes pour la stabilité du routage et le contrôle des risques.

Fraisage de l'aluminium

Haute efficacité pour les pièces structurelles et cosmétiques.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Bordures construites / surfaces flouesLes travaux de finition cosmétique doivent être effectués en continu afin de conserver une texture uniforme.
    • Rayures sur les faces cosmétiquesAmélioration de la direction des copeaux et du rythme de dégagement pour éviter les recoupes ; ajout d'un chemin de finition dédié pour unifier les marques d'outils là où c'est nécessaire.

Fraisage de l'acier inoxydable

La concentration de chaleur, l'usure plus rapide de l'outil et les bavures tenaces sont courantes.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Brûlage/galvanisation et durée de vie réduite de l'outilLes problèmes d'usure de l'outil : utiliser une charge plus régulière avec un liquide de refroidissement/évacuation efficace ; éviter de travailler après l'émoussage de l'outil, ce qui amplifie les défauts ; appliquer des approches d'ébauche stables pour les poches profondes/l'enlèvement important.
    • Bavures lourdes/inconsistantesLes normes de rupture des bords et d'ébavurage : définir des normes de rupture des bords et d'ébavurage ; ajouter un ébavurage spécifique pour les trous critiques et les bords d'assemblage afin d'éviter les problèmes fonctionnels.

Fraisage du titane

Une faible conductivité thermique et une température de coupe élevée réduisent la fenêtre de traitement et augmentent le coût de l'outil.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Ébréchure des bords / usure à haute températureLes méthodes de travail sont les suivantes : contrôler la chaleur et la charge, éviter les contacts prolongés par frottement ; donner la priorité à l'enlèvement stable et réduire le temps de séjour ; valider les régions critiques par des coupes d'essai avant de finaliser le processus.

Ingénierie Fraisage des matières plastiques (POM/PA/PEEK, etc.)

Les plastiques sont plus sensibles à la chaleur et aux déformations dues au serrage.

  • Problèmes courants et solutions:
    • Bords fondants/salissés, zones brillantesLes méthodes d'application sont les suivantes : utiliser des outils tranchants et réduire l'accumulation de chaleur ; préférer les approches air/brouillard lorsque cela s'avère nécessaire pour limiter le ramollissement local.
    • Ficelle/fuzz et bords peu clairsLes travaux d'entretien et d'entretien de l'espace de travail : optimiser la direction et le dégagement des copeaux ; ajouter une légère passe de finition pour nettoyer les bords ; spécifier des exigences cohérentes en matière de coupure des bords.
    • Distorsion de serrage et taille instableLes travaux d'usinage sur des sections minces doivent être réalisés à l'aide d'un support uniforme et d'un système de serrage plus doux, puis déplacés avant la finition si nécessaire.

Résumé : Le choix du type de fraisage CNC est une question d'adéquation et de stabilité du processus

Le "type de fraisage CNC" peut être considéré comme un cadre composé de mode de fraisage (manuel ou CNC) + capacité des axes + structure de la machine + méthodes basées sur les caractéristiques + stratégie de parcours d'outils + état du matériau. En définissant les caractéristiques critiques, les points de référence, les normes de tolérance et de surface, et en adaptant la capacité de la machine et la stratégie du processus, il est possible de réduire les réglages et les erreurs cumulatives, de minimiser les défauts de bavardage et de finition, et d'améliorer la cohérence des lots, ce qui rend les coûts et les délais plus prévisibles.Si vous souhaitez obtenir plus d'informations ou un devis de la part d'un fabricant de fraises de précision fiablesVous pouvez nous contacter Weldo machining maintenant.

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