Les machines-outils CNC en métal offrent des solutions de haute précision et à haut rendement pour le traitement de diverses pièces métalliques. Il s’agit d’un équipement crucial dans l’industrie manufacturière moderne. Cependant, il existe une grande variété de machines-outils CNC sur le marché avec des Prix de la machine CNC différences. Pour les entreprises ayant des budgets différents, comment choisir la meilleure machine-outil adaptée à leurs besoins est devenue une question clé.
Cet article vous présentera certaines des meilleures machines-outils CNC en métal adaptées à différents budgets, vous aidant à obtenir un plus grand succès dans l'industrie manufacturière.
Qu'est-ce qu'une machine CNC en métal ?
Les machines-outils CNC en métal sont spécialement conçues pour la production de composants précis et complexes. Ils sont capables d'effectuer une gamme d'opérations, y compris, mais sans s'y limiter, fraisage, tournant, perçage et découpe, qui sont cruciaux pour le traitement des matériaux.
Quand on parle de Commande numérique par ordinateur (CNC), nous parlons essentiellement d'un outil d'usinage hautement automatisé et précis. Ces machines-outils s'appuient sur des logiciels préprogrammés pour guider leurs opérations et peuvent effectuer diverses tâches d'usinage avancées, allant de configurations à trois axes à six axes.
Par rapport aux machines-outils manuelles ou semi-automatiques traditionnelles, le métal Machine cnc les outils offrent un degré plus élevé d’automatisation et de précision. En raison de ce haut niveau de précision et d’automatisation, les machines-outils CNC en métal démontrent une efficacité et une précision exceptionnelles dans la fabrication de composants et de produits finis.
Quels sont les composants de base de la machine CNC en métal ?
Voici les principaux composants d’une machine CNC métal :
1. Lit
Le bâti est la structure fondamentale de la machine-outil, généralement construite en fonte ou en acier soudé, assurant stabilité et rigidité à l'ensemble de la machine. Il accueille d'autres composants tels que la table de travail, la broche et les guidages.
2. broche
La broche est le composant principal responsable du mouvement de rotation pour fournir la puissance de coupe. Généralement fabriquée à partir d’acier allié à haute résistance ou d’autres alliages spéciaux, la broche est entraînée par un moteur électrique. La vitesse et la direction de la broche peuvent être contrôlées avec précision par le système CNC.
3. Système de guidage
Le système de guidage comprend les guides et les sièges de guidage de la machine, soutenant et guidant le mouvement de l'outil de coupe ou de la pièce à usiner. Les types courants de guidages comprennent les guidages roulants, les guidages linéaires et les guidages coulissants, choisis en fonction de l'application et des exigences de performances de la machine.
4. Changeur d'outils
Le changeur d'outils est un système automatisé conçu pour stocker et échanger des outils de coupe. Il peut contenir plusieurs outils et, en suivant les instructions du système CNC, sélectionner et remplacer automatiquement différents types d'outils pendant le processus d'usinage, améliorant ainsi l'efficacité de la production.
5. Système CNC
Le système CNC sert de cerveau intelligent de la machine-outil CNC pour le métal, contrôlant les mouvements, les vitesses, les changements d'outils et d'autres opérations de la machine. Il se compose généralement d'un contrôleur, d'une unité de programmation et de périphériques d'entrée tels qu'un clavier et une souris. Il interprète les commandes de Opérateurs de machines CNC ou un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO), les traduisant en actions machine exécutables.
6.Table de travail
La table de travail est une plate-forme qui supporte et sécurise la pièce, capable de se déplacer le long de différents axes pour permettre aux outils de coupe d'effectuer diverses opérations sur la surface de la pièce. La table de travail comprend souvent des dispositifs de serrage pour assurer la stabilité de la pièce pendant le traitement.
7.Système de refroidissement
L'usinage des métaux génère des températures élevées et le système de refroidissement est utilisé pour refroidir les outils de coupe et les pièces, évitant ainsi la surchauffe et prolongeant la durée de vie des outils. Les systèmes de refroidissement utilisent généralement du liquide de coupe ou du liquide de refroidissement pour le refroidissement et la lubrification.
8. Fixations et systèmes de serrage
Des fixations et des systèmes de serrage sont utilisés pour maintenir et sécuriser les pièces, garantissant qu'elles restent stationnaires et exemptes de déformation pendant l'usinage. Différentes tâches d'usinage peuvent nécessiter différents types de fixations et de systèmes de serrage.
Ces composants fonctionnent en tandem, permettant aux machines-outils CNC pour le métal d'accomplir efficacement et précisément diverses tâches de traitement des métaux.
Types de machines CNC en métal
Le domaine des machines CNC métalliques est vaste et diversifié, chaque type offrant des avantages et des limites spécifiques. Les catégories de ces outils de précision les plus couramment rencontrées sont les suivantes :
- Fraiseuses CNC
- Tours CNC
- tours CNC
- Routeurs et graveurs CNC
- Meuleuses CNC
- Découpeurs plasma alimentés par CNC
- Découpeuses à jet d'eau CNC
- Machines à aiguiser intégrées CNC
- Machines à décharge électrostatique à commande CNC
Lorsqu'il s'agit de machines-outils à commande numérique, les fraiseuses présentent la plus grande flexibilité d'application. Leur polyvalence couvre un large éventail d'opérations, du forage et de l'alésage de base à la taille d'engrenages complexes et même à la construction de structures complexes. La précision et la polyvalence des fraiseuses en font la pierre angulaire de nombreux processus de fabrication.
Articles connexes: Perçage, alésage et alésage : son processus et sa différence d'application
Les tours CNC, quant à eux, excellent dans la fabrication de composants cylindriques en faisant tourner la pièce autour d'un axe. Au-delà du façonnage cylindrique, ces machines effectuent également des opérations supplémentaires telles que le perçage, le taraudage et alésage avec une précision inégalée. Les tours CNC sont indispensables dans les industries nécessitant des pièces cylindriques avec des tolérances serrées.
Connues sous le nom de routeurs, ces machines utilisent une fraise rotative pour éliminer les matériaux indésirables de la pièce. Les routeurs sont capables de graver des motifs et des dessins complexes dans divers matériaux, notamment le bois, le plastique et le métal. La précision et la finesse des routeurs CNC leur permettent de créer des œuvres complexes aux détails impeccables.
De plus, ce groupe diversifié de machines englobe de nombreuses sous-catégories, notamment les découpeuses au jet d'eau, les découpeuses au plasma et les machines à décharge électrique (EDM). Les découpeuses au jet d'eau utilisent un jet d'eau à haute pression pour trancher des matériaux épais avec une distorsion thermique minimale. Les découpeurs plasma exploitent la puissance d’un gaz ionisé pour couper avec précision les métaux conducteurs. Les EDM, quant à eux, utilisent des décharges électriques pour retirer le métal d'une pièce, ce qui les rend idéaux pour l'usinage de matériaux durs et conducteurs.
Les applications de ces sous-catégories sont diverses, allant de la découpe de matériaux épais au moulage de conceptions complexes. Leur précision et leurs capacités ont révolutionné l’industrie manufacturière, permettant une production plus rapide et plus efficace de composants et de pièces.
Comment fonctionne une machine CNC en métal ?
Une machine CNC (Computer Numerical Control) en métal fonctionne en utilisant des commandes informatisées pour automatiser et exécuter avec précision des opérations d'usinage sur des pièces métalliques. Voici un aperçu étape par étape du fonctionnement d'une machine CNC en métal typique :
Conception et programmation :
Le processus commence par la création d’une conception numérique à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Cette conception est ensuite convertie en un ensemble d'instructions, appelé code G, à l'aide d'un logiciel de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Le G-code contient des informations sur les parcours d'outils, les vitesses, les avances et d'autres paramètres.
Matériel de chargement :
Une pièce métallique est chargée en toute sécurité sur la table de travail de la machine CNC. La pièce à usiner peut être un bloc de métal brut ou une pièce partiellement traitée, selon les exigences spécifiques du projet.
Sélection et configuration des outils :
Les outils de coupe appropriés, tels que des fraises en bout, des forets ou des tours, sont sélectionnés en fonction des opérations d'usinage décrites dans le code G. Les outils sont ensuite installés et sécurisés dans la tourelle ou la broche de la machine CNC.
Articles connexes: Types, utilisations et applications d'outils de coupe de tour CNC
Configuration de la machine:
La machine CNC est configurée en saisissant le programme G-code dans l'unité de commande de la machine. Cela implique de spécifier le point zéro de la pièce, les décalages d'outils et d'autres paramètres nécessaires à un usinage précis.
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Exécution du g-code :
L'opérateur de la machine CNC lance le processus d'usinage et l'unité de commande interprète les instructions du code G pour déplacer les outils de coupe de la machine le long de chemins prédéterminés. Les outils de coupe enlèvent de la matière de la pièce selon la conception spécifiée.
Usinage de précision automatisé :
La machine CNC contrôle avec précision les mouvements des outils de coupe sur plusieurs axes (X, Y, Z et parfois des axes supplémentaires pour les machines avancées comme CNC 5 axes). Cette automatisation garantit une précision et une répétabilité élevées dans le processus d'usinage.
Suivi et contrôle qualité :
Tout au long de l’opération d’usinage, les opérateurs surveillent le processus, vérifiant toute anomalie ou écart. Certaines machines CNC disposent de systèmes de mesure automatisés pour vérifier l'exactitude des caractéristiques usinées.
Changements d'outils (si nécessaire) :
Si le programme G-code nécessite différents outils pour diverses opérations d'usinage, la machine CNC peut automatiquement changer d'outils selon les besoins, réduisant ainsi les temps d'arrêt.
Achèvement et déchargement :
Une fois le processus d'usinage terminé, la pièce métallique finie est soigneusement retirée de la machine CNC. Il peut subir des étapes de post-traitement supplémentaires, telles que l'ébavurage ou la finition de surface, si nécessaire.
Production reproductible et évolutive :
Les machines CNC sont bien adaptées à une production reproductible et évolutive. Le même programme G-code peut être utilisé pour produire des pièces identiques, ce qui les rend efficaces à la fois pour le prototypage et la production de masse.
Comment choisir une machine CNC en métal adaptée à soi-même ?
Le choix d'une machine-outil CNC en métal appropriée nécessite de prendre en compte plusieurs facteurs. Voici quelques étapes et considérations clés pour vous aider à prendre une décision :
1.Clarifier les exigences de traitement
Obtenez une compréhension plus approfondie des types de métaux qui doivent être traités, car différents types de métaux ont des exigences différentes en matière de paramètres et d'outils de coupe. Par exemple, la vitesse et la profondeur de coupe requises pour le traitement de l'aluminium et du titane sont différentes.
Lisez cet article pour mieux comprendre les différences entre le titane et l’aluminium : Titane ou aluminium : quel est le meilleur pour votre projet ?
Effectuer une analyse détaillée des exigences de forme géométrique, de précision dimensionnelle et de rugosité de surface des pièces pour garantir que la machine-outil sélectionnée peut répondre à ces exigences.
Évaluer les exigences de production de masse des pièces, car cela affectera la capacité de production des machines-outils et des équipements auxiliaires requis (tels que les systèmes de manutention).
2. Spécifications et configuration de la machine-outil
Sélectionnez la taille du lit et la taille de l'établi appropriées en fonction des exigences de traitement, en vous assurant qu'il peut accueillir la pièce à usiner et laisser suffisamment d'espace de coupe.
Tenez compte de la puissance et de la vitesse de la broche pour garantir sa capacité à gérer différentes charges de coupe et différents types de matériaux. Pendant ce temps, sélectionnez un système de serrage d’outil approprié pour garantir la stabilité et la fiabilité de l’outil.
Choisissez un système CNC compatible pour garantir que le système de contrôle de la machine-outil peut répondre aux exigences d'usinage et dispose de suffisamment d'options de programmation et de fonctionnalité.
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3. interface d'exploitation et logiciel
Le choix d'une machine-outil CNC en métal dotée d'une interface d'exploitation intuitive et conviviale peut améliorer la productivité de l'opérateur et réduire les erreurs opérationnelles. Déterminez si des progiciels de FAO/CAO sont nécessaires pour programmer et simuler les processus d'usinage, et comprendre leur compatibilité avec les machines-outils. De plus, assurez-vous que l’interface d’exploitation est facile à intégrer et à utiliser pour améliorer l’efficacité globale de la production.
4.Outils et consommables
Les experts en découpe de métaux estiment que l'efficacité d'une machine-outil CNC à 250000 30 $ dépend en grande partie des performances d'une fraise en bout à XNUMX $. On voit qu’équiper les machines-outils CNC d’outils de coupe performants. Il s’agit de l’une des mesures clés permettant de réduire les coûts et d’obtenir un maximum d’avantages économiques globaux.
En règle générale, suffisamment d'outils de coupe doivent être équipés pour que les machines-outils CNC puissent utiliser pleinement leurs fonctions, afin que la machine-outil CNC sélectionnée puisse traiter plusieurs variétés de produits et éviter les inactivité et le gaspillage inutiles.
5. Équipements et accessoires de support
Sélectionnez les accessoires, accessoires et équipements de mesure nécessaires en fonction des exigences de traitement pour garantir une fixation précise des pièces et une mesure précise après le traitement. Ces dispositifs doivent être compatibles avec les machines-outils et améliorer l’efficacité globale de l’usinage. En outre, déterminez si des accessoires supplémentaires tels que des capots de protection, des convoyeurs à copeaux, etc. sont nécessaires pour garantir la sécurité et respecter les exigences environnementales.
Pour utiliser pleinement la fonction des machines-outils CNC et améliorer leurs capacités de traitement, il est nécessaire d'équiper les accessoires et les outils nécessaires. N'achetez pas une machine-outil qui coûte des centaines de milliers ou des millions de yuans et qui ne peut pas fonctionner correctement en raison du manque d'accessoires ou d'outils qui coûtent des dizaines de yuans. Lors de l'achat de la machine principale, achetez ensemble certaines pièces vulnérables et autres accessoires.
Meilleure machine CNC en métal recommandée
Le choix optimal de la machine-outil CNC en métal dépend des exigences de traitement spécifiques, du budget et d'autres exigences spécifiques. Voici quelques suggestions, mais veuillez noter que le meilleur choix peut varier en fonction de la situation spécifique :
| Marque | Types de machines | Prix | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|
| Yamazaki Mazak | Tours, centres de tournage, fraiseuses, centres d'usinage (horizontaux et verticaux), découpeuses laser, systèmes de fabrication flexibles (FMS), programmes CAO/FAO, systèmes de contrôle | 50,000 $ - 1,000,000 $ et plus | – Leader dans l’industrie des machines CNC – Gamme diversifiée de machines et d’équipements – Haute précision et automatisation | – Prix éventuellement plus élevés selon configuration |
| DMG MORI | Centres d'usinage verticaux, centres d'usinage horizontaux, centres d'usinage à trois axes, centres d'usinage à quatre axes, centres d'usinage à cinq axes, centres d'usinage composés de tournage et de fraisage, centres d'usinage à ultrasons/laser | 100,000 $ - 2,000,000 $ et plus | – Combine les histoires de DEMAGESEN et MORISEIKI, leader en technologie – Large gamme de produits, répondant aux besoins de fabrication haut de gamme – Haute précision et automatisation | – Prix éventuellement plus élevés selon configuration |
| Trumpf | Machines et systèmes laser industriels | 100,000 $ - 2,000,000 $ et plus | – Pionnier de l'industrie 4.0 en Allemagne, leader en technologie – Largement utilisé dans les domaines industriels de la découpe et du traitement au laser – Forte position sur le marché et réputation | – Se concentre principalement sur les machines et systèmes laser industriels |
| MAG | Machines-outils et systèmes d'automatisation | 100,000 $ - 2,000,000 $ et plus | – Conglomérat d’entreprises de fabrication de machines-outils et de systèmes de contrôle de classe mondiale, proposant des solutions d’usinage personnalisées – Répondre à divers besoins sur le marché des biens durables | – Prix éventuellement plus élevés selon configuration |
| Hardinge | Machines-outils de découpe des métaux et outils de haute précision | 50,000 $ - 1,000,000 $ et plus | – Plus d’un siècle d’expérience dans la fabrication de machines-outils de coupe de métaux de haute fiabilité – Équipement d’usinage de haute précision, synonyme de la marque Hardinge | – Prix éventuellement plus élevés selon configuration |
| Haas | Machines-outils à commande numérique | 20,000 $ - 500,000 $ et plus | – Fondée en 1983, avec une bonne réputation de marque – Grande capacité de production, produisant plus de 12,500 XNUMX unités par an – Des prix relativement bas, adaptés aux petites et moyennes entreprises et aux startups | – Peut ne pas convenir aux besoins d’usinage spécialisés haut de gamme, reconnaissance de marque relativement faible |
| Lis | Tours CNC, centres de tournage, verticaux, horizontaux, portique (pentaèdre), rectifieuses CNC | 50,000 $ - 1,000,000 $ et plus | – Près d’un siècle d’expérience dans la fabrication de machines-outils – Le plus grand producteur de machines-outils du Japon – Rigidité élevée, grande efficacité de coupe, haute précision et longue durée de vie des produits | – Prix éventuellement plus élevés selon la configuration, principalement destinés au domaine de la fabrication industrielle |
Fabricant de machines CNC en métal :
- Société Yamazaki Mazak (Japon)：Premier producteur d'équipements CNC depuis 1919, proposant une large gamme de machines, notamment des tours, des fraiseuses et des découpeuses laser.
- Trumpf (Allemagne)：Pionnier des machines et systèmes laser industriels depuis 1923, contribuant à l'industrie allemande 4.0.
- MAG (États-Unis)：Conglomérat basé au Michigan proposant des solutions d'usinage sur mesure pour le marché des biens durables.
- Hardinge (États-Unis)：Créé en 1890, réputé pour ses machines-outils de coupe de métaux et ses outils de précision de haute fiabilité.
- Automatisation Haas (États-Unis)：Fondée en 1983 par Gene Haas, connue pour sa base de production en Californie fabriquant chaque année un grand nombre de machines-outils CNC.
- Okuma (Japon)：Le plus grand producteur de machines-outils CNC du Japon depuis 1898, proposant une large gamme de tours CNC, de centres d'usinage et de meuleuses connus pour leur précision et leur efficacité.
- DMG Mori (Allemagne + Japon)：Joint-venture entre Demag (Allemagne) et Mori Seiki (Japon), connu pour ses centres d'usinage de précision et ses centres composés de tournage/fraisage.
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QFP
Les machines CNC sont programmées à l'aide du G-code, un langage qui définit les parcours d'outils et les opérations. Les programmeurs utilisent le logiciel CAM (Computer-Aided Manufacturing) pour générer du code G basé sur les spécifications de conception.
La fréquence de maintenance dépend de l'utilisation et de la machine spécifique. Des contrôles réguliers de l’usure, de la lubrification et de l’étalonnage des outils sont courants. Les fabricants fournissent généralement des programmes de maintenance dans le manuel d'utilisation.
Les machines-outils CNC pour métaux ont une large gamme d'applications et peuvent être utilisées pour une variété de tâches de travail des métaux, offrant des capacités d'usinage hautement précises et automatisées. Grâce au programme et au contrôle appropriés, les machines-outils CNC en métal peuvent effectuer des opérations de fraisage, de tournage, de perçage, de découpe et d'autres opérations de traitement.
Tagged: Guide d'usinage CNC
Cet article a été rédigé par les ingénieurs de BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen est un ingénieur et expert technique fort de 20 ans d'expérience en prototypage rapide et en fabrication de pièces métalliques et plastiques.
