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Qu'est-ce que l'usinage CNC ? Le guide de base et avancé le plus complet

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Image en vedette - Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

Cet article s'adresse principalement aux nouveaux venus dans l'industrie manufacturière, en leur fournissant une introduction éclairante sur ce qu'est l'usinage CNC. Il englobe également des connaissances plus avancées, qui peuvent n'être que partiellement claires, même pour ceux qui travaillent dans ce domaine depuis de nombreuses années.

Le contenu est complet, avec un nombre de mots dépassant les 4 000. FirstMold pense que vous serez amené à lire cet article à plusieurs reprises, car chaque session vous permettra d'approfondir vos connaissances. Si vous cherchez à fabriquer vos produits ou vos pièces, veuillez cliquer sur 'Services d'usinage CNC'. Sur la page du lien, vous trouverez plus d'informations sur les capacités de fabrication étendues et les études de cas de FirstMold, une usine leader dans le monde de l'usinage.

Commençons par comprendre ce qu'est l'usinage CNC.

Une pièce en forme de nid d'oiseau est en train d'être usinée. Cette image vous montre visuellement ce qu'est l'usinage CNC.
Une pièce en forme de nid d'oiseau est en train d'être usinée. Cette image vous montre visuellement ce qu'est l'usinage CNC.

Qu'est-ce que l'usinage CNC ?

Explanation of CNC Machining

In general, CNC (Computer Numerical Control) refers to computer-controlled machining tools that operate under the guidance of a programmed sequence. This control system is capable of logically processing programs specified by control codes or other symbolic instructions. It translates these instructions via a computer, enabling the machine to perform predetermined actions. By cutting the workpiece with various tools, Machines CNC transform raw materials into semi-finished or finished parts.

Simply put, you can think of CNC machining as a process where “computers” control machines. It’s important to note: not everyone working in a CNC workshop is necessarily operating the so-called “computers”.

Brève histoire de l'usinage CNC

L'usinage CNC a une histoire glorieuse qui remonte à la fin des années 1940 et à la majeure partie des années 1950. Alors que le système de l'armée de l'air des États-Unis cherchait une méthode pour fabriquer les pièces parfaites de l'époque de manière répétable, cela s'est produit. Ils ont inventé la première machine CNC (Computer Numerical Control) qui utilisait des cartes perforées pour effectuer la fonction de contrôle. Cette machine, appelée commande numérique (CN), a constitué une étape majeure pour la fabrication, car elle a permis la production de masse.

Dans les années 1960, le développement de machines à commande numérique contrôlées par ordinateur a rendu possible des tâches plus créatives. Au fur et à mesure que la technologie informatique s'améliorait, les machines CNC allaient plus loin, et les versions suivantes étaient des machines à 3 et 5 axes qui pouvaient générer des géométries et des pièces extrêmement compliquées.

Une première machine CNC
Une première machine CNC

Le deuxième tournant important s'est produit entre 1980 et le début du siècle, lorsque l'application des PC industriels a facilité l'émergence de nouvelles lignes de produits dans le domaine des machines-outils à commande numérique, telles que les machines-outils vertes intelligentes à commande numérique, entre autres. Cette époque a marqué la maturation progressive du système de produits des machines-outils à commande numérique. Avec l'avènement de l'ère de l'industrie 4.0, l'intégration de technologies de pointe telles que "AI + NC", "BD (Big Data) + NC", "CPS (Cyber-Physical Systems) + NC" et "Cloud + NC" a propulsé le domaine des machines-outils à commande numérique vers de nouveaux sommets.

Principes de base de l'usinage CNC

Le processus d'usinage CNC

Le processus d'usinage CNC suit généralement les étapes suivantes :

  1. Lecture des dessins et de la fiche de programme.
  2. Transfert du programme correspondant à la machine-outil.
  3. Vérification du programme, des paramètres de coupe, etc.
  4. Détermination des dimensions et des surépaisseurs de la pièce dans le processus précédent.
  5. Serrage raisonnable de la pièce à usiner.
  6. Alignement précis de la pièce.
  7. Établissement précis des coordonnées de la pièce.
  8. Sélection raisonnable des outils et des paramètres de coupe.
  9. Serrage correct de l'outil.
  10. Méthodes de coupe d'essai sûres.
  11. Observation du processus d'usinage.
  12. Réglage des paramètres de coupe.
  13. Transmission en temps utile des problèmes au personnel concerné au cours du processus d'usinage.
  14. Contrôle de la qualité de la pièce après l'usinage.

CNC Machining Processes

Tournage

Turning uses a lathe that rotates the workpiece. At the same time, a cutting tool takes the shape of the workpiece and eliminates the surplus one that is needed. This process generates cylindrical forms, such as shaft-type or bolt-type parts, and enables the machining of symmetric objects, such as gears.

En cliquant sur "Service de tournage CNC", vous pourrez acquérir plus de connaissances sur ce processus.

Fraisage

Le mécanisme de fraisage consiste à alimenter une pièce à l'aide d'un outil de coupe ; il façonne la pièce en enlevant de la matière. L'outil de coupe lui-même peut fonctionner dans plusieurs directions, car la table, qui porte le matériau, se déplace le long des trois axes X, Y et Z. Le fraisage sera désormais considéré comme la technique qui permet de fabriquer des pièces complexes en trois dimensions.

En cliquant sur "Service de fraisage CNCceLa rubrique "La technique de l'eau" pourrait vous permettre de mieux comprendre cette technique.

Toutefois, il n'est pas très intuitif de faire la distinction entre le tournage et le fraisage par le seul biais d'un texte. Nous publierons une série de vidéos pour expliquer leurs différences en détail.

Forage

Le perçage CNC est un processus d'usinage qui consiste à percer des trous dans la surface d'un produit à l'aide d'un foret. Généralement, lors des opérations de perçage sur une perceuse à colonne, le foret doit effectuer deux mouvements simultanés :

  • La motion primairequi est le mouvement de rotation du trépan autour de son axe (mouvement de coupe).
  • Le mouvement secondairequi est le mouvement linéaire du trépan le long de son axe vers la pièce à usiner (mouvement d'alimentation).

Le perçage CNC est un processus très courant dans les activités CNC, et nous consacrerons un article distinct pour l'expliquer en détail.

Broyage

La rectification CNC implique l'utilisation d'outils de rectification pour traiter la surface d'une pièce à l'aide d'une technologie de commande numérique. La plupart des opérations de meulage sont effectuées à l'aide d'une meule tournant à grande vitesse, tandis qu'une minorité utilise des pierres à huile, des bandes de sable et d'autres outils de meulage et abrasifs libres pour le traitement.

La fréquence des processus de meulage est légèrement inférieure à celle du perçage, et nous publierons ultérieurement un article détaillé sur le meulage.

Schéma des trois types d'usinage : le tournage, le fraisage et la rectification
Schéma des trois types d'usinage : le tournage, le fraisage et la rectification

Types de machines CNC

Les quatre processus d'usinage CNC de base mentionnés nécessitent un équipement spécifique pour effectuer ces opérations, que nous appelons "machines CNC". En fait, le terme "machines CNC" est assez large car il existe de nombreux types de machines CNC : il y a environ 20 catégories principales et plus de 40 sous-catégories de machines-outils couramment utilisées.

Dans cet article, nous présenterons quelques machines CNC courantes :

Machine CNCFonction principale
Tours CNCUsinage par rotation de pièces, généralement pour créer des pièces cylindriques.
Centres de tournageTours avancés offrant des capacités supplémentaires telles que le fraisage et le perçage.
Machines à fraiser CNCUsinage de pièces à l'aide de fraises rotatives pour enlever de la matière.
Fraiseuses de profilés à commande numériqueFraisage de profils et de contours complexes dans les pièces.
Centres d'usinageMachines polyvalentes capables d'effectuer toute une série d'opérations d'usinage, y compris le perçage et le fraisage.
Machines de perçage CNCCréation de trous dans les pièces avec précision.
Machines à aléser CNCAgrandissement de trous ou usinage de cavités de dimensions précises dans des pièces.
Machines à rectifier CNCFinition des surfaces des pièces par meulage.
Centres de broyageSpécialisé dans les opérations de broyage complètes, combinant plusieurs processus de broyage.
Brocheuses CNCUsinage de rainures ou de fentes dans des pièces par le biais d'un mouvement linéaire de l'outil.
Centres d'usinage laser CNCDécoupe, gravure ou marquage de matériaux à l'aide de la technologie laser.

Usinage CNC 3 axes, 4 axes et 5 axes

Après avoir compris les processus d'usinage CNC couramment utilisés et les machines CNC typiques, il est important de mettre en évidence plusieurs méthodes d'usinage spécialisées. Ces méthodes sont issues des opérations de fraisage CNC et sont classées en fonction du nombre d'axes impliqués dans leur fonctionnement :

Usinage CNC à 3 axes

L'usinage CNC à trois axes consiste à travailler selon trois axes linéaires différents, se déplaçant généralement de haut en bas, d'avant en arrière et d'un côté à l'autre.

Cette configuration permet d'usiner une seule surface à la fois, ce qui la rend adaptée au traitement des pièces en forme de disque. Toutefois, il présente des limites pour les pièces qui nécessitent l'usinage de trous ou de rainures sur plusieurs surfaces.

une machine CNC à 3 axes
une machine CNC à 3 axes

Usinage CNC à 4 axes

Usinage CNC à 4 axes adds a rotary axis to the three linear axes, typically allowing for 360° rotation in the horizontal plane. This rotation is not high-speed but is suitable for machining box-shaped parts.

Most 4-axis CNC machines can rotate work pieces around the X-axis. This is called the B-axis and is used for milling and turning the workpiece. It significantly speeds up the machining process and achieves high precision.

Machine CNC 4 axes GF+
Machine CNC 4 axes GF+

Usinage CNC à 5 axes

L'usinage CNC à 5 axes ajoute un axe rotatif supplémentaire à la configuration à 4 axes, ce qui permet généralement une rotation de 360° dans le plan vertical. Avec l'usinage 5 axes, il est possible d'effectuer un traitement complet, ce qui permet d'usiner en une seule fois. Cela permet de réduire les coûts d'installation et de minimiser le risque de rayer ou d'endommager le produit.

En raison de sa grande polyvalence, l'usinage CNC à 5 axes est utilisé pour fabriquer des pièces complexes et précises. Il s'agit par exemple de composants médicaux tels que des membres ou des os artificiels, de composants aérospatiaux, de pièces en titane, de pièces de machines pétrolières et gazières et de produits militaires.

Chaque type d'usinage CNC a ses avantages et ses inconvénients et convient mieux à des applications spécifiques. Par exemple, l'usinage à 3 axes est une option rentable et conviviale, qui convient aux petites entreprises ou aux start-ups. Toutefois, si un niveau de précision plus élevé est requis ou si la pièce est plus complexe, un usinage à 4 ou 5 axes peut s'avérer indispensable.

Globalement, le choix de la machine dépend des besoins spécifiques de l'application et de la complexité de la pièce à produire. L'usinage CNC a révolutionné l'industrie manufacturière en permettant une plus grande précision, efficacité et polyvalence dans la production de pièces de haute qualité.

Ne dites pas qu'un usinage CNC à 5 axes est meilleur qu'un usinage à 3 axes.

Applications de l'usinage CNC

Après avoir compris les processus de base et les flux de travail de l'usinage CNC, explorons les diverses applications de l'usinage CNC afin d'en apprécier pleinement l'utilité :

Aerospace Components Machining

L'industrie aérospatiale exige la fabrication de pièces telles que des composants de moteurs, des contrôleurs de vol et des structures d'ailes, qui requièrent des niveaux élevés de précision et de complexité. Les fraiseuses à commande numérique répondent à ces besoins en offrant précision, rapidité et fiabilité, ce qui réduit considérablement la marge d'erreur humaine.

Medical Devices Parts Machining

La production de dispositifs médicaux implique la création de composants très précis, notamment des articulations artificielles, des prothèses et des outils chirurgicaux. Les machines à commande numérique jouent un rôle crucial dans l'application des normes rigoureuses requises pour ces composants, en garantissant une précision inégalée.

Automotive Parts Machining

Les machines CNC sont largement utilisées dans l'industrie automobile pour usiner des pièces telles que des composants de moteur, des systèmes de freinage et des unités de direction. Cette technologie permet à la fois la production de masse et la fabrication de pièces spécifiques pour des modèles de voitures particuliers.

Electronic Equipment Machining

Les appareils électroniques nécessitent souvent des pièces complexes qui requièrent de la précision, telles que les dissipateurs thermiques, les supports de circuits imprimés et les boîtiers. Les machines CNC sont capables d'usiner ces composants avec une précision exceptionnelle.

Construction navale et marine

Dans le secteur de la construction navale et de l'industrie maritime, les machines à commande numérique jouent un rôle essentiel dans la fabrication des pièces de la coque des navires, des composants des moteurs marins et des équipements marins, garantissant ainsi leur qualité et leur fiabilité.

Outils et moules

La fabrication d'outils et de moules exige un haut degré de précision. Les machines CNC, équipées de capacités pour des processus tels que l'emboutissage, le moulage par injection et le moulage sous pression, sont essentielles pour produire ces moules complexes.

Gravure et œuvres d'art

Les machines CNC ont un large éventail d'applications industrielles, y compris la création de gravures et d'œuvres d'art. Leur haut niveau d'exactitude et de précision les rend idéales pour l'usinage d'une variété de matériaux en œuvres artistiques détaillées ou en objets décoratifs complexes.

Les applications de la CNC dans la vie moderne vont bien au-delà de celles énumérées ci-dessus. Pour mieux comprendre la puissance de l'usinage CNC, je peux vous dire en toute confiance que tous les matériaux solides peuvent être traités par CNC.

Bien sûr, il s'agit plutôt d'une plaisanterie. Dans les activités de production industrielle, nous devrions explorer les types de produits qui conviennent le mieux à l'usinage CNC.

Champ d'application de l'usinage CNC

Pour donner un exemple simple : les panneaux de châssis (généralement d'une épaisseur supérieure à 5 mm) ne sont pas traités par découpe laser pour la raison suivante : L'usinage d'ouvertures dans des pièces d'une telle épaisseur laisse une section transversale prononcée, difficile à polir à l'intérieur. C'est pourquoi il est plus approprié d'utiliser l'usinage CNC pour ces produits.

Quelles sont les pièces adaptées à l'usinage CNC ?

Formes complexes

Il s'agit de pièces aux formes irrégulières, généralement peu rigides, qui nécessitent un traitement mixte multi-positions de points, de surfaces et de lignes. Il est difficile de garantir la déformation et la précision des formes complexes, ce qui les rend difficiles à traiter sur des machines-outils conventionnelles. L'usinage CNC est nécessaire pour ces pièces.

Disques, manchons et plaques

Ces pièces présentent des systèmes de trous de surface, des rainures de clavette, des trous radiaux et des surfaces incurvées sur les parties de l'arbre. Les machines-outils conventionnelles ne peuvent généralement pas traiter ces pièces. Les pièces courbes nécessitent un centre d'usinage vertical CNC, et les pièces avec des trous nécessitent un centre d'usinage horizontal CNC.

Pièces en boîte

Ces pièces présentent généralement une série de trous, des cavités internes et des rapports longueur-largeur-hauteur spécifiques. Elles sont principalement utilisées dans les secteurs de l'automobile, de l'équipement médical et de la construction aéronautique. Ces pièces ont des exigences d'usinage relativement élevées et sont généralement soumises à des processus de fraisage, de perçage, d'alésage, de contre-perçage et de taraudage, qui couvrent presque toutes les opérations d'usinage. Les machines-outils conventionnelles prennent beaucoup de temps et ne peuvent garantir la précision de l'usinage. C'est pourquoi ces pièces sont généralement usinées à l'aide de centres d'usinage CNC.

Advantages of CNC Machining

Réduit la nécessité de recourir à plusieurs gabarits et montages :

L'usinage CNC réduit considérablement le nombre d'outils et de montages nécessaires. Pour les pièces de forme complexe, il n'est pas nécessaire d'utiliser des gabarits ou des montages compliqués. S'il est nécessaire de modifier la forme et la taille d'une pièce, il suffit de modifier le programme d'usinage. Ceci est particulièrement avantageux pour le développement et la modification de nouveaux produits, offrant une grande flexibilité dans le prototypage et les ajustements de production.

Qualité de traitement et précision élevées :

L'usinage CNC garantit une qualité stable, une grande précision d'usinage et une répétabilité élevée. Ce niveau de cohérence répond aux exigences strictes des composants aérospatiaux et d'autres industries de précision. La capacité à maintenir une qualité uniforme sur de grands volumes de pièces réduit le risque de défauts et augmente la fiabilité globale du processus de fabrication.

Une machine CNC peut traiter des produits de haute précision
A CNC machine can process high-precision products

Efficace pour une production variée et en petites séries :

Dans les situations impliquant la production de multiples variétés et de petits lots, l'usinage CNC se distingue par sa grande efficacité. Il réduit le temps nécessaire à la préparation de la production, au réglage des machines-outils et à l'inspection des processus. En outre, l'utilisation de paramètres de coupe optimaux minimise le temps de coupe, améliorant ainsi l'efficacité globale de la production sans sacrifier la qualité.

Usinage de pièces pour les industries automobile et aérospatiale à l'aide de procédés d'usinage CNC
Usinage de pièces pour les industries automobile et aérospatiale à l'aide de procédés d'usinage CNC

Capacité à usiner des surfaces complexes :

L'usinage CNC permet de traiter des surfaces complexes qui sont difficiles, voire impossibles, à réaliser avec des méthodes conventionnelles. Il permet même d'usiner des pièces qui ne sont pas facilement observables. Cette capacité ouvre des possibilités pour la fabrication de conceptions complexes et sophistiquées qui nécessitent des contours internes précis ou des motifs de surface détaillés.

Le procédé CNC permet de traiter des pièces de formes complexes
Le procédé CNC permet de traiter des pièces de formes complexes

CNC Machining Materials

Dans le domaine de l'usinage CNC, un dicton circule : si le matériau n'est pas bon, tout est vain !

To develop and produce satisfactory products, material selection is the most basic and critical step. CNC machining can be selected from a wide range of materials, including metallic, non-metallic, and composite materials.

Métaux

Les matériaux métalliques courants sont les suivants

  • Aluminium
  • Laiton
  • Cuivre
  • Acier inoxydable
  • Acier
  • Titane
  • Zinc

Les matériaux métalliques susmentionnés peuvent être subdivisés en de nombreux types, tels que les alliages d'aluminium (6061 et 7075), les aciers (45# et 40Cr), etc. Toutefois, nous ne les détaillerons pas ici. Les personnes intéressées peuvent consulter notre rubrique "Matériaux d'usinage CNC"pour plus d'informations.

Plastiques

Voici quelques types de matériaux plastiques couramment utilisés dans l'usinage CNC :

Matière plastiquePropriétés
Acétal (Delrin)Résistance, rigidité et dureté élevées ; excellente stabilité dimensionnelle ; bonne résistance à l'usure ; facile à usiner.
AcryliqueExcellente clarté optique et transparence ; bonne résistance aux chocs ; facile à usiner et à polir ; susceptible de se fissurer
NylonHaute résistance et ténacité ; bonne résistance à l'usure ; excellente stabilité dimensionnelle ; absorbe l'humidité.
PolycarbonateBonne résistance aux chocs ; excellente stabilité dimensionnelle ; résistance aux hautes températures ; tendance à la rayure
PolyéthylèneFaible frottement et bonne résistance à l'usure ; résistance chimique ; excellente résistance aux chocs ; faible résistance et rigidité
PolypropylèneBonne résistance chimique ; faible densité ; excellente résistance aux chocs ; faible rigidité et résistance à la température
PTFE (Téflon)Très faible frottement ; excellente résistance chimique ; bonne isolation électrique ; difficile à usiner
PVCBonne résistance chimique ; faible coût ; bonne résistance aux chocs ; tendance à la dégradation par les UV
différents types de matériaux plastiques
différents types de matériaux plastiques

Composites

Les matériaux composites sont composés de deux ou plusieurs matériaux et présentent d'excellentes propriétés physiques et mécaniques. Les matériaux composites courants comprennent les plastiques renforcés de fibres de verre (GRP) et les plastiques renforcés de fibres de carbone (CFRP). Ces matériaux conviennent à l'usinage de divers composants de haute performance, tels que les pièces aérospatiales et les composants automobiles.

It’s worth mentioning that both product designers and CNC operators should consider the material selection based on the environmental requirements, technical specifications, physical performance criteria, appearance, and surface treatment requirements, as well as processing performance considerations of the product itself.

Si vous en êtes là, c'est que vous avez déjà une connaissance de base de l'usinage CNC. Vous savez ce qu'est l'usinage CNC, son processus, ses applications, les matériaux qu'il peut traiter, etc. Cependant, l'usinage CNC n'est pas un simple processus. Nous allons maintenant continuer à explorer les connaissances avancées de l'usinage CNC.

Usinage CNC avancé

Programmation CNC

La programmation CNC est un élément essentiel de la technologie de la commande numérique par ordinateur (CNC). Elle consiste à coder les trajectoires de mouvement de la machine, les méthodes de traitement, les paramètres du processus et d'autres informations pour réaliser un usinage automatisé sur les machines à commande numérique. La programmation CNC implique généralement l'écriture de programmes d'usinage, le réglage des paramètres d'usinage, la sélection des outils, la configuration des vitesses de coupe et des vitesses d'avance.

Logiciel de programmation CNC
Logiciel de programmation CNC

Les langages de programmation CNC font référence à des langages spécifiques utilisés pour écrire des programmes d'usinage CNC, le code G et le code M étant les plus courants. Le code G définit les trajectoires d'usinage, les trajectoires des outils, les systèmes de coordonnées de travail et d'autres informations liées à l'usinage, tandis que le code M contrôle les fonctions auxiliaires de la machine, telles que le démarrage, l'arrêt et les changements d'outils. L'utilisation de langages de programmation CNC permet de mettre en œuvre des fonctions de mouvement complexes telles que l'interpolation linéaire, l'interpolation circulaire et l'interpolation hélicoïdale.

Exemple de code G pour l'usinage CNC
Exemple de code G pour l'usinage CNC

Pour les nouveaux venus qui n'ont jamais eu affaire à la programmation CNC, ces deux paragraphes peuvent sembler intimidants. En réalité, la programmation CNC est relativement simple. Jetons un coup d'œil à un commentaire d'un utilisateur sur Quora : "La programmation CNC n'est pas difficile, cela dépend du niveau que vous voulez apprendre. En général, l'opération est assez simple. Avec quelqu'un qui vous enseigne, vous pouvez l'apprendre en deux jours. La programmation implique principalement de se souvenir des codes, et vous vous familiariserez avec eux au bout d'un certain temps."

Outils CNC

Les outils CNC sont des outils de coupe utilisés dans les machines-outils CNC pour divers processus de coupe des métaux.

Dans l'usinage CNC, les outils sont une compétence essentielle que tout opérateur CNC doit maîtriser, car ils jouent un rôle crucial. Cependant, les outils CNC sont relativement complexes en raison de leur variété. Les outils les plus courants sont les fraises, les forets, les tarauds, les alésoirs, etc., et nous écrirons un article dédié pour les expliquer à l'avenir.

Il suffit de comprendre les exigences de performance des outils, notamment :

  1. Modèle, spécifications et niveau de précision des outils CNC.
  2. Bonne performance de coupe.
  3. Haute précision.
  4. Grande fiabilité.
  5. Grande durabilité.

Lors de la sélection des outils, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

  1. Sélectionner les outils en fonction des performances de coupe des pièces et des matériaux.
  2. Choisir les outils en fonction des étapes d'usinage des pièces.
  3. Sélectionner les outils et les paramètres géométriques en fonction des caractéristiques de la zone d'usinage.

Comment choisir les chemins d'outils ?

Les trajectoires d'outils désignent la trajectoire et la direction de l'outil par rapport à la pièce pendant l'usinage CNC. La sélection rationnelle des trajectoires d'outils est cruciale car elle est étroitement liée à la précision de l'usinage CNC et à la qualité de la surface des pièces. Lors de la détermination des trajectoires d'outils, les points suivants doivent être pris en compte :

  1. Garantir les exigences de précision d'usinage des pièces.
  2. Faciliter les calculs numériques et réduire la charge de travail de programmation.
  3. Rechercher le chemin d'usinage CNC le plus court pour réduire le temps d'aérodynamisme et améliorer l'efficacité de l'usinage CNC.
  4. Réduire au minimum le nombre de segments de programme.
  5. Garantir les exigences de rugosité de la surface du contour de la pièce après l'usinage CNC. Le contour final doit être usiné en continu avec la dernière trajectoire de l'outil.
  6. Examinez soigneusement les trajectoires d'approche et de retrait de l'outil afin de minimiser l'arrêt de l'outil sur le contour (provoquant une déformation élastique due à des changements soudains de l'effort de coupe) et de ne pas laisser de marques d'outil. Évitez également l'entrée verticale de l'outil sur la surface du contour afin de ne pas rayer la pièce.

Flux de travail de l'usinage CNC de précision

Dans les bases de l'usinage CNC ci-dessus, nous avons mentionné le processus général de l'usinage CNC. Cependant, dans l'usinage de précision, nous divisons souvent davantage le processus d'usinage. L'usinage de pièces de précision vise des composants précis d'équipements de précision, exigeant une grande précision. Il faut donc comprendre non seulement les exigences spécifiques en matière de matériaux pour l'usinage des pièces et les techniques d'usinage courantes, mais aussi les étapes de l'usinage de précision des composants de précision.

Ici, le régleur de FirstMold partage avec vous les cinq étapes de l'usinage de pièces mécaniques de précision.

1. Usinage grossier :

Il s'agit ici d'éliminer la plus grande partie du métal excédentaire de la matière première, en lui donnant la forme et la taille définitives de la pièce. L'objectif principal est donc d'améliorer la productivité.

2. Semi-finition :

La tâche consiste à atteindre un certain niveau de précision sur les surfaces principales tout en laissant des surépaisseurs d'usinage, préparant ainsi l'usinage de précision des surfaces principales (comme le tournage de précision et la rectification). Il peut également réaliser certains usinages de surface secondaires, tels que le perçage, le taraudage et le fraisage de rainures de clavette.

3. Étape de finition :

Il s'agit ici de s'assurer que toutes les surfaces principales répondent aux exigences spécifiées en matière de précision dimensionnelle et de rugosité de surface. L'objectif principal est de garantir la qualité globale de l'usinage.

4. Super finition

La superfinition est nécessaire pour les surfaces des pièces présentant des exigences très élevées en matière de précision et de rugosité de surface (au-dessus du niveau IT6, avec une rugosité de surface inférieure à Ra0,2um). L'objectif principal est d'améliorer la précision de l'usinage des pièces de précision et de réduire la rugosité de surface, sans améliorer la précision de positionnement.

Les 4 étapes de l'usinage des pièces de précision vont du grossier au fin, affinant progressivement la précision des pièces mécaniques. Grâce à ces 4 étapes d'usinage, la précision des pièces mécaniques peut répondre aux exigences des clients.

CNC Machining Trend, Challenge & Opportunities

Avec le développement continu de la technologie, l'industrie de l'usinage CNC subit une transformation et une innovation constantes. De la fabrication intelligente à l'industrie 4.0, de la fabrication écologique au développement durable, l'industrie de l'usinage CNC est confrontée à de nombreux défis et opportunités. Ensuite, FirstMold explorera les tendances, les défis et les opportunités de l'industrie pour les 5 à 10 prochaines années.

Situation actuelle de l'industrie de l'usinage CNC

Tout d'abord, nous devons comprendre la situation actuelle de l'industrie de l'usinage CNC. Actuellement, l'industrie de l'usinage CNC reste un élément indispensable de l'industrie manufacturière mondiale. Que ce soit dans les domaines de l'automobile, de l'aérospatiale, de la médecine, de la marine, de l'électronique, etc., les composants de haute qualité ou les produits finis fournis par l'industrie de l'usinage CNC sont nécessaires. Dans la situation économique actuelle, la demande du marché pour l'industrie de l'usinage CNC reste importante.

Bien qu'au cours des dernières décennies, l'industrie de l'usinage CNC ait été confrontée à la concurrence des pays à bas salaires, de plus en plus d'entreprises prennent conscience de l'importance de l'usinage CNC et choisissent d'internaliser leurs processus de production. Cette tendance a entraîné une croissance soutenue de la demande du marché pour l'industrie de l'usinage CNC.

Taille du marché

La taille du marché de l'industrie de l'usinage ne cesse de croître, ce qui est étroitement lié au développement de l'industrie manufacturière. Selon les statistiques, la taille du marché mondial de l'usinage a atteint $13 trillions en 2019. Dans les années à venir, la taille du marché de l'industrie de l'usinage continuera de croître et devrait atteindre $15 trillions d'ici 2025.

Le rapport de Grand View Research indique que le marché mondial de l'IA dans la fabrication a été évalué à $513,6 millions en 2020 et devrait croître à un TCAC de 41,2% de 2021 à 2028. L'intégration de la technologie de l'IA a contribué à la croissance significative des machines à commande numérique, en améliorant leurs capacités.

Prévision des problèmes de broche des machines CNC à l'aide de l'intelligence artificielle
Prévision des problèmes de broche des machines CNC à l'aide de l'intelligence artificielle

Fabrication intelligente

Smart manufacturing is one of the important trends in the machining industry. By integrating technologies such as artificial intelligence, the Internet of Things, and big data with production lines, automation, intelligence, and flexibility in the production process can be achieved. This will greatly improve production efficiency, reduce machining costs, and enhance product quality.

Industrie 4.0

L'industrie 4.0 fait référence à l'utilisation de technologies telles que l'internet des objets, le big data et l'informatique en nuage pour réaliser la collecte, l'analyse et le contrôle des données dans le processus de production. Cela permet d'obtenir l'intelligence et l'automatisation du processus de production. L'industrie 4.0 apportera à l'industrie de l'usinage une plus grande efficacité de production, des coûts de production plus bas et une meilleure qualité de produit.

Fabrication écologique

Avec la sensibilisation croissante à l'environnement, la fabrication écologique est devenue une tendance importante dans l'industrie de l'usinage. La fabrication écologique exige de réduire la consommation d'énergie, de diminuer les émissions de déchets et d'améliorer l'utilisation des ressources dans le processus de production, afin de parvenir à un développement durable dans le processus de production.

Modularisation et normalisation

La modularisation et la normalisation sont des moyens importants pour l'industrie de l'usinage de parvenir à une production efficace. En décomposant les produits en plusieurs modules, il est possible de modulariser le processus de production ; en établissant des processus de production normalisés, il est possible d'améliorer l'efficacité de la production et de réduire les coûts de production.

Les défis de l'industrie de la commande numérique

Innovation technologique

Face à une concurrence de plus en plus féroce, les entreprises d'usinage doivent constamment innover sur le plan technologique pour s'adapter à l'évolution du marché. Cependant, l'innovation technologique nécessite un investissement important en capital et de nombreuses entreprises peuvent être confrontées au dilemme de l'insuffisance de fonds.

Pénurie de talents

Avec le développement de la technologie, l'industrie de l'usinage a une demande croissante de talents. Cependant, la pénurie de talents est devenue un goulot d'étranglement pour le développement de nombreuses entreprises. Les entreprises doivent renforcer la formation et l'introduction de talents pour répondre aux besoins de développement.

Concurrence sur le marché

Avec l'avancée de la mondialisation, la concurrence sur le marché devient de plus en plus féroce. Les entreprises doivent améliorer la compétitivité de leurs produits pour s'adapter aux changements du marché. Cependant, la concurrence du marché exige des entreprises qu'elles innovent constamment, améliorent l'efficacité de la production, réduisent les coûts de production et améliorent le rapport coût-efficacité des produits.

Exigences environnementales

La protection de l'environnement est devenue un sujet d'actualité au niveau mondial, et l'industrie de l'usinage ne fait pas exception à la règle. Avec l'augmentation constante des exigences environnementales, l'industrie de l'usinage optimise également en permanence les processus de production, réduisant ainsi la pollution de l'environnement. Par exemple, l'utilisation de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés, la réduction des émissions de gaz d'échappement, d'eaux usées et de scories, permettent d'atteindre une production écologique. À l'avenir, alors que les exigences environnementales continueront à augmenter, l'industrie de l'usinage continuera à introduire des méthodes de production et des produits plus respectueux de l'environnement pour répondre à la demande du marché.

Opportunités futures

Nous devons reconnaître que l'industrie de l'usinage a toujours besoin de talents. Bien que la technologie numérique et les équipements d'automatisation puissent grandement améliorer l'efficacité de la production et les niveaux de qualité, ces équipements nécessitent toujours une exploitation et une maintenance humaines.

En outre, l'industrie de l'usinage a toujours besoin de personnel technique professionnel pour rechercher et développer des technologies et des équipements plus avancés afin de répondre à l'évolution des demandes du marché. En outre, l'industrie de l'usinage a toujours besoin d'artisans qualifiés possédant des compétences et une expérience de haut niveau pour traiter des composants complexes. Toutes ces tâches requièrent des talents dotés de compétences et de connaissances appropriées.

On peut donc en conclure que l'industrie de l'usinage a encore un avenir. Bien que la technologie numérique et les équipements d'automatisation aient eu un impact profond sur l'industrie de l'usinage, ces technologies et équipements ne peuvent pas remplacer complètement le rôle de l'homme. L'industrie de l'usinage requiert des talents dotés de compétences et d'une expérience de haut niveau pour traiter des composants complexes.

Alors, comment l'industrie de l'usinage peut-elle assurer un développement durable et s'adapter aux changements futurs ? Premièrement, l'industrie de l'usinage doit renforcer son intégration avec la technologie numérique et l'équipement d'automatisation, explorer et adopter activement de nouvelles technologies et de nouveaux équipements pour améliorer l'efficacité de la production et les niveaux de qualité. Deuxièmement, l'industrie de l'usinage doit renforcer la formation et le développement des talents, attirer davantage de jeunes dans l'industrie et améliorer le niveau technique général et la compétitivité de l'industrie.

Conclusion

Voici l'interprétation la plus complète de FirstMold sur le thème "Qu'est-ce que l'usinage CNC ?", depuis les connaissances de base jusqu'aux discussions avancées sur l'avenir de l'industrie. Nous pensons qu'elle vous a apporté des informations précieuses.

That’s pretty much the end of the introduction to CNC machining. My name is Lee Young. I have been working at Firstmold for over 10 years and have decades of experience in the industry. I am always here to assist you with any questions you may have about the machining industry. Don’t hesitate to reach out to me, and I will do my best to provide you with the answers and guidance you need.

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