Usinage à grande vitesse : types, applications et centres de fraiseuses

L'usinage à grande vitesse fait référence à la méthode d'usinage à une vitesse beaucoup plus élevée que la vitesse de coupe et l'avance conventionnelles, et sa vitesse est généralement 5 à 8 fois ou plus que l'usinage conventionnel. L'usinage à grande vitesse est une technologie de fabrication avancée qui présente des avantages significatifs par rapport au traitement conventionnel. Cet article expliquera l'usinage à grande vitesse.

Qu’est-ce que l’usinage à grande vitesse ?

L'usinage à grande vitesse (HSM) est une technique de fabrication avancée qui utilise des outils de coupe rotatifs à grande vitesse et un mouvement rapide de la pièce pour obtenir des processus d'usinage rapides et efficaces. Il est couramment appliqué à divers matériaux, notamment les métaux, les plastiques et les matériaux composites. La clé du HSM réside dans la réalisation d'un usinage plus rapide et plus précis en utilisant des vitesses de coupe et des avances plus élevées, améliorant ainsi l'efficacité de la production et la qualité des pièces.

Histoire de l'usinage à grande vitesse

La technologie d'usinage à grande vitesse a émergé à la fin des années 1960 et au début des années 1970, et s'est encore popularisée avec le développement de la technologie de commande numérique par ordinateur (CNC). Initialement utilisés principalement dans les secteurs de la fabrication de moules et d'outillages, les progrès réalisés dans les matériaux d'outils, la technologie des machines-outils et les logiciels de CAO/FAO ont étendu leurs applications à un large éventail d'industries manufacturières. Aujourd'hui, le HSM fait partie intégrante de la fabrication moderne et est largement utilisé dans l'aérospatiale, l'automobile, les équipements médicaux et d'autres secteurs critiques.

Caractéristiques de l'usinage à grande vitesse

• En augmentant la vitesse de coupe et la vitesse d'avance, le taux d'enlèvement de matière peut être considérablement amélioré, par exemple, la plage de vitesse de coupe de divers matériaux à ultra-haute vitesse a largement dépassé le traitement traditionnel, comme l'alliage d'aluminium a dépassé 1600 m/min, la fonte est de 1500 m/min et ainsi de suite.
• En raison de la réduction de la force de coupe et de la tendance à l'influence de la chaleur de coupe dans le processus d'usinage à grande vitesse, la précision d'usinage et la qualité de surface de la pièce sont considérablement améliorées. Dans le même temps, en raison de l'amélioration de la vitesse de coupe, la chaleur évacuée par les copeaux augmente, ce qui favorise la réduction de la déformation thermique et des contraintes résiduelles de la pièce.
• La technologie d'usinage à grande vitesse offre de bonnes performances d'usinage pour certains matériaux difficiles (tels que l'alliage de titane, l'alliage à base de nickel, etc.) et peut résoudre les problèmes difficiles à résoudre par les méthodes de traitement traditionnelles.

Points clés de l'usinage à grande vitesse

Dans l'usinage à grande vitesse (HSM), plusieurs facteurs critiques sont essentiels pour garantir des processus d'usinage réussis et sûrs. Voici trois points clés principaux : la rigidité, l’équilibrage des outils et les méthodes de serrage appropriées.

1. Rigidité:
   • Rigidité de la machine-outil: L'usinage à grande vitesse nécessite que les machines-outils aient une rigidité suffisante pour minimiser les vibrations et les déformations. La rigidité élevée permet une meilleure transmission des forces de coupe, tout en maintenant la stabilité de l'outil et de la pièce.
   • Serrage de la pièce: Lors de la fixation de la pièce sur la machine, il est crucial que le dispositif de serrage offre une rigidité adéquate pour empêcher tout mouvement ou vibration pendant l'usinage.
2. Équilibrage d'outils:
   • Équilibrage dynamique des outils: Les outils rotatifs à grande vitesse doivent être équilibrés dynamiquement pour éviter de fortes vibrations et une détérioration de la qualité d'usinage. L'équilibrage des outils est généralement effectué à l'aide d'un équipement spécialisé pour garantir un bon équilibre.
   • Équilibre des systèmes d'outillage: Cela inclut les porte-outils, les outils de coupe et les sièges d'outils, où l'équilibre de tous les composants est essentiel pour éviter les vibrations et le bruit excessifs lors d'un fonctionnement à grande vitesse.
3. Méthodes de serrage appropriées:
   • Répartition uniforme de la force de serrage: Lors du serrage de la pièce, il est essentiel de s'assurer que le dispositif de fixation ou le système de serrage répartit uniformément la force de serrage pour éviter la déformation ou le mouvement de la pièce.
   • Sélection de techniques de serrage appropriées: En fonction de la forme géométrique et des propriétés du matériau de la pièce, choisissez des méthodes de serrage appropriées telles que le serrage mécanique, l'aspiration sous vide ou des fixations spécialisées.

Conseils de sélection d'outils d'usinage à grande vitesse

La sélection d’outils d’usinage à grande vitesse est très importante pour garantir l’efficacité, la précision et la durée de vie de l’outil. Voici quelques points spécifiques concernant les compétences en matière de sélection d'outils d'usinage à grande vitesse :

Géométrie de l'outil

Sélectionnez la géométrie d'outil appropriée en fonction du matériau de la pièce à usiner, du type d'usinage et des conditions de la machine. Par exemple, différents types d'outils de coupe tels que les outils de tournage, les fraises et les forets ont leurs propres caractéristiques en termes de forme et d'angle de leurs arêtes de coupe. Les paramètres de netteté du tranchant, d’angle avant et d’angle arrière sont pris en compte. Par exemple, dans le traitement à grande vitesse de la fonte, si l'on utilise des outils en carbure, le rayon de la pointe de l'outil est d'environ 0.2 mm et l'angle arrière est sélectionné à environ 12°, cela peut fournir de bonnes performances de coupe.

Composition du matériau

Sélectionnez des matériaux d'outils avec une dureté élevée et une résistance à l'usure élevée pour résister aux forces de coupe élevées et aux températures élevées générées lors de la coupe à grande vitesse. Par exemple, des matériaux de revêtement tels que le carbure cémenté, le cermet, les céramiques non métalliques et le CBN. Assurez-vous que le matériau de l'outil a une bonne résistance à la chaleur et peut résister à l'environnement à haute température pendant la coupe.

Gardez les outils courts

Les vibrations et la force centrifuge générées par un outil plus court à grande vitesse seront relativement faibles. En effet, les outils plus courts sont plus légers et donc plus faciles à maintenir en stabilité à des vitesses élevées. La réduction des vibrations et de la force centrifuge contribue à réduire l’usure des outils, à prolonger leur durée de vie et à réduire les erreurs d’usinage.

De plus, les outils plus courts sont également plus faciles à contrôler. Cela signifie que pendant le processus d'usinage, l'opérateur peut ajuster plus facilement la position et l'angle de l'outil, ce qui permet un usinage plus précis.

Utiliser des outils spéciaux

Les outils spécialisés sont conçus en fonction des exigences de traitement spécifiques et peuvent mieux répondre aux exigences de traitement spécifiques. Par exemple, la fraise convient à l'usinage de surfaces planes et de contours, la perceuse convient aux opérations de perçage et l'outil de tournage convient à l'usinage de cercles extérieurs et intérieurs. L'utilisation d'outils spécialisés peut augmenter l'efficacité et la qualité du traitement car leur conception est optimisée pour des tâches de traitement spécifiques.

Mécanisme de serrage de machine à grande vitesse

Le mécanisme de maintien de la machine-outil à grande vitesse est un élément clé pour garantir que l'outil est fixé de manière stable sur la broche de la machine-outil lors d'une rotation à grande vitesse. Sélectionnez le mécanisme de serrage à grande vitesse qui correspond à la machine-outil pour garantir que l'outil peut être fixé de manière stable sur la broche de la machine-outil lors d'une rotation à grande vitesse.

Outil d'équilibrage

Il est courant d'utiliser une machine d'équilibrage pour équilibrer l'action de l'outil. En ajustant la répartition du poids de l'outil ou en utilisant un bloc d'équilibrage pour équilibrer le déséquilibre de l'outil, les vibrations et le bruit générés par l'outil lors d'une rotation à grande vitesse peuvent être considérablement réduits. Cela contribue à améliorer la précision de l’usinage et la qualité des surfaces, ainsi qu’à prolonger la durée de vie des outils.

Clean

Nettoyez régulièrement la zone de coupe pour éliminer les impuretés telles que les copeaux et l'huile afin de garder la zone de coupe propre. Cela permet de réduire l’usure des outils et les erreurs d’usinage. Nettoyez et vérifiez régulièrement l'outil pour vous assurer qu'il est en bon état de fonctionnement. Vérifiez l'usure de l'outil, l'état du revêtement, etc., remplacez en temps opportun les outils très usés.

Technologie d'usinage à grande vitesse

Usinage trochoïdal

L'usinage trochoïdal est une technique de fraisage où la trajectoire de l'outil est une série d'arcs de cercle. Cette méthode permet une coupe efficace avec une usure réduite de l’outil et une meilleure évacuation des copeaux. Il est particulièrement efficace dans l'usinage à grande vitesse pour maintenir des forces de coupe constantes et améliorer la finition de surface.

Applications : L'usinage trochoïdal est souvent utilisé pour l'ébauche de matériaux difficiles à usiner comme l'acier inoxydable et les alliages de titane.

Amincissement radial des copeaux

L'amincissement radial des copeaux fait référence au phénomène dans lequel l'épaisseur des copeaux est réduite en raison de la géométrie de la fraise et de l'engagement de l'outil avec la pièce. Dans l'usinage à grande vitesse, cet effet est utilisé pour augmenter les vitesses d'avance sans augmenter excessivement les forces de coupe, optimisant ainsi les taux d'enlèvement de matière.

Applications : L’amincissement radial des copeaux est largement utilisé dans l’usinage de divers matériaux métalliques, en particulier là où une précision et une efficacité élevées sont requises.

Marchepieds latéraux

Les étapes secondaires de l'usinage impliquent de déplacer latéralement l'outil de coupe entre des passes successives pour assurer une répartition uniforme de l'usure de l'outil et optimiser l'état de surface. Cette technique est importante dans l'usinage à grande vitesse pour gérer la génération de chaleur et maintenir la précision dimensionnelle.

Applications : les marchepieds latéraux sont couramment utilisés dans l'usinage de moules, cavités, et d'autres pièces de forme complexe.

Virage

Le virage fait référence à la manœuvre de l'outil de coupe autour des coins ou des bords vifs d'une pièce pendant l'usinage. Dans l'usinage à grande vitesse, les techniques de virage visent à minimiser la déflexion de l'outil et à garantir des performances de coupe constantes tout en conservant la géométrie de la pièce et la qualité de la surface.

Défis : L'usinage des coins et des bords peut s'avérer difficile en raison des conditions de coupe défavorables qui se produisent souvent dans ces zones.

Solutions : L'optimisation des trajectoires d'outils, des paramètres de coupe et des géométries des outils peut améliorer efficacement les résultats dans les virages, améliorant ainsi la précision et la qualité des surfaces.

Usinage intelligent

L'usinage intelligent implique l'intégration de technologies avancées telles que la surveillance en temps réel, les systèmes de contrôle adaptatifs et l'analyse des données pour optimiser les processus d'usinage. Cette approche garantit une utilisation efficace des ressources, améliore la productivité et améliore la qualité globale de l'usinage dans les applications d'usinage à grande vitesse.

Ebauche en plongée

L'ébauche en plongée est une stratégie d'usinage dans laquelle l'outil de coupe plonge directement dans la matière de la pièce, éliminant rapidement de grands volumes de matière. Dans l'usinage à grande vitesse, les techniques d'ébauche en plongée sont optimisées pour réduire le temps d'usinage et améliorer l'efficacité tout en minimisant l'usure des outils et la génération de chaleur.

Défis : L'ébauche en plongée peut s'avérer difficile en raison des difficultés liées à l'alimentation en liquide de refroidissement et à l'évacuation des copeaux dans les trous profonds.

Solutions : Des outils de coupe spéciaux, des paramètres de coupe optimisés et des stratégies d'usinage peuvent contribuer à améliorer les conditions de coupe en ébauche en plongée, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité.

Avantages de l'usinage à grande vitesse

1. Amélioration de l'efficacité de la production: L'usinage à grande vitesse utilise des vitesses de coupe et des avances plus élevées, réduisant considérablement les cycles d'usinage. Cela conduit à une production de pièces plus rapide et à une utilisation accrue des machines-outils, améliorant ainsi la productivité globale.
2. Réduction des coûts: Des temps d'usinage plus courts et une efficacité d'usinage plus élevée réduisent les coûts de production. En réduisant les cycles d'usinage et en économisant de l'énergie, HSM peut réduire considérablement les coûts de fabrication par pièce.
3. Précision et qualité de surface améliorées: HSM permet d'effectuer des tâches d'usinage plus précises dans des délais plus courts, réduisant ainsi les erreurs potentielles introduites lors de l'usinage. De plus, la découpe à grande vitesse produit souvent des finitions de surface plus lisses et plus fines, minimisant ou éliminant le besoin de traitements de surface ultérieurs.
4. Durée de vie prolongée de l'outil: Malgré des forces de coupe et une génération de chaleur plus élevées, des conditions d'usinage optimisées en HSM peuvent prolonger considérablement la durée de vie de l'outil. Les matériaux et revêtements avancés pour outils, associés à des stratégies efficaces de gestion et de maintenance des outils, maximisent la longévité et les performances des outils.
5. Aptitude aux pièces et matériaux complexes:HSM s’applique à une large gamme de matériaux, notamment les alliages métalliques, les alliages de titane, les composites et les plastiques. Il est particulièrement efficace pour l’usinage de géométries et de structures complexes que l’on trouve dans les composants aérospatiaux, les dispositifs médicaux et les pièces automobiles.

Comment optimiser l'avance et la vitesse dans l'usinage à grande vitesse ?

L'optimisation de l'avance et de la vitesse dans l'usinage à grande vitesse est un processus complet, et voici quelques méthodes d'optimisation spécifiques :

Machine et broche

• Choisissez une machine-outil très rigide et puissante, car l'usinage à grande vitesse nécessite que la machine-outil et le dispositif de contrôle répondent aux exigences d'une vitesse d'avance élevée et d'une vitesse de coupe élevée.
• Haute vitesse broche une technologie est introduite pour réduire l’usure des outils et améliorer la qualité des surfaces d’usinage en augmentant la vitesse de broche.
• Optimisez la conception de la broche, notamment en sélectionnant le type et les spécifications de roulement appropriés, ainsi qu'en optimisant la géométrie de la broche, la sélection des matériaux et le processus d'usinage pour améliorer la rigidité et la stabilité de la broche.

Matériaux et outils

• Sélectionnez les matériaux d'outils appropriés en fonction du type de matériaux de traitement, tels que les outils diamantés, les outils en nitrure de bore cubique, etc., ces outils conviennent à différents matériaux de moule et conditions de travail.
• Choisissez la bonne qualité de lame pour vous assurer que la lame peut gérer la charge de travail, réduisant ainsi les changements d'outils, les rebuts et les reprises.
• Envisagez d'utiliser une lame triangulaire car elle offre un angle d'attaque plus faible et peut produire des copeaux plus fins, nécessitant une vitesse d'avance plus élevée pour maintenir l'épaisseur de copeaux appropriée.
• Sélectionnez la géométrie de l'outil appropriée (telle que l'angle de l'outil et la conception de la lame) et la technologie de revêtement (telle que le revêtement TiAlN ou TiCN) pour améliorer les performances de coupe et la durée de vie de l'outil.

Activités professionnelles et types d’instruments

• Utilisez le dispositif de montage et le système de maintien d'outil appropriés pour garantir que l'outil est stable et précis pendant le traitement.
• Envisagez d'utiliser des systèmes d'outils à grande vitesse tels que HSK, qui offrent une précision et une rigidité élevées pour réduire les vibrations et les déplacements de l'outil lors d'une rotation à grande vitesse.
• Sélectionnez le type d'outil approprié en fonction des besoins d'usinage, tel qu'une fraise en bout, une fraise à boule ou une fraise en T, etc., en fonction de la géométrie de la pièce et des exigences de traitement pour sélectionner le type et la taille d'outil les plus appropriés.

Profondeur de coupe

• Dans l'usinage à grande vitesse, l'utilisation d'une profondeur de coupe plus petite (généralement environ 10 % du diamètre de l'outil) peut réduire la force de coupe, réduire la température de coupe et ainsi améliorer la qualité de l'usinage.
• Selon les exigences de la pièce à usiner et de l'outil spécifiques, la profondeur de coupe est ajustée pour trouver l'équilibre entre la meilleure efficacité de traitement et la meilleure qualité.

Calculer et ajuster la charge de copeaux

• Dans l'usinage à grande vitesse, la charge en copeaux est l'un des facteurs clés affectant la qualité de l'usinage et la durée de vie de l'outil. Par conséquent, il est nécessaire de calculer et d’ajuster avec précision la charge en copeaux.
• Lors de la programmation, faites attention à la transition en douceur de la trajectoire de l'outil et évitez les changements brusques de trajectoire pour réduire la fluctuation de la charge de coupe.
• Pour les positions raides, dans les virages et autres, la vitesse doit être réduite raisonnablement pour éviter une surcharge et des dommages à l'outil.

Optimisation de la programmation

Optimisez le chemin de coupe grâce à une programmation appropriée pour éviter des demandes irréalistes sur l'outil.
En programmation, la transition douce et la transition de trajectoire auxiliaire sont utilisées pour faire face à la situation dans laquelle deux trajectoires d'outils adjacentes ne sont pas fluides.
Lors de la programmation, le rapport de réglage approprié est défini et les paramètres de coupe sont raisonnablement optimisés pour maintenir la charge raisonnable de la machine-outil à grande vitesse.

Optimisation des processus

• Choisissez un mode de coupe à grande vitesse, une avance importante et un mode de traitement à haute efficacité pour améliorer considérablement l'efficacité du traitement.
• Selon les différents matériaux de la pièce à usiner, le plan de processus de coupe approprié est adopté, y compris l'optimisation de la vitesse de coupe, de l'avance, de la profondeur de coupe et d'autres paramètres.

Matériaux d'usinage CNC à grande vitesse

Matériau métallique

• Acier : L'acier est l'un des principaux matériaux pour le traitement des machines-outils CNC, en raison de sa dureté modérée, de sa facilité de traitement et de son large utilisation dans la fabrication de machines, la construction automobile, l'aérospatiale et d'autres domaines.
• Aluminium : L'aluminium est un matériau métallique à haute résistance, léger et résistant à la corrosion, souvent utilisé dans l'aviation, l'automobile, l'électronique, la construction et d'autres domaines. Le traitement de l'aluminium par des machines-outils CNC peut améliorer la qualité des pièces et l'efficacité de la production.
• Cuivre : Le cuivre a une bonne ductilité et une bonne conductivité électrique et est souvent utilisé dans la fabrication d'appareils électriques, la fabrication de tuyaux et d'autres domaines. Les machines-outils CNC peuvent traiter efficacement diverses pièces en cuivre.
• Matériaux en alliage : matériaux en alliage tels que l'alliage d'aluminium, l'acier inoxydable, l'alliage de titane, etc., avec une résistance élevée, une résistance à la chaleur, une résistance à la corrosion et d'autres avantages, adaptés à l'aviation, à l'aérospatiale, à l'énergie, à l'industrie chimique et à d'autres domaines. Les machines-outils CNC peuvent traiter avec précision divers matériaux en alliage.

Matériau non métallique

• Plastique : Le plastique est un isolant thermique léger et résistant à la corrosion, une isolation des matériaux non métalliques, largement utilisé dans l'électronique, les machines, l'automobile, la construction et d'autres domaines. Machine cnc les outils peuvent traiter avec précision toutes sortes de produits en plastique.
• Caoutchouc : Le caoutchouc présente les caractéristiques d’une bonne élasticité, d’une forte résistance à l’usure, d’une bonne résistance au froid, etc., souvent utilisé dans la construction automobile, la fabrication de machines, les produits en caoutchouc et d’autres domaines. Les machines-outils CNC peuvent traiter efficacement toutes sortes de produits en caoutchouc.

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection des matériaux d'usinage à grande vitesse

Lors du choix des matériaux d'usinage CNC à grande vitesse, les principaux facteurs à prendre en compte sont la dureté du matériau, les performances d'usinage, la conductivité thermique, le coût, les exigences environnementales et l'adéquation aux outils et machines-outils. La dureté influence la vitesse de coupe et la durée de vie de l'outil, les performances d'usinage déterminent la facilité de coupe, la conductivité thermique influence la température de coupe et l'usure de l'outil, le coût est un critère économique et les exigences environnementales déterminent l'applicabilité des matériaux. De plus, il est nécessaire de s'assurer que les matériaux sélectionnés s'adaptent parfaitement aux outils et machines-outils existants pour un usinage efficace et de haute qualité.

Machines pour l'usinage à grande vitesse

Dans les opérations d’usinage à grande vitesse (HSM), le choix de la bonne machine est crucial. Les machines hautes performances telles que Mikron Mill-S-400-U et Matsuura LX-160 sont conçues spécifiquement pour HSM avec des capacités d'usinage à grande vitesse exceptionnelles, une haute précision et une finition de surface. Ces machines utilisent des systèmes intelligents de gestion de la température et une construction rigide optimisée pour garantir la stabilité thermique et une haute précision pendant le traitement. En choisissant la bonne stratégie opérationnelle HSM, ces machines sont capables de traiter une large gamme de matériaux de manière efficace et précise, ce qui donne lieu à des pièces précises et de haute qualité.

Sélectionnez les exigences de la machine pour l'usinage à grande vitesse

Lors du choix d'une machine pour un traitement à grande vitesse, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte pour garantir un traitement fluide et une sortie efficace.

1. Technologie de broche avancée : l'usinage à grande vitesse nécessite une broche à haute vitesse, haute rigidité et haute précision. La vitesse maximale de la broche doit atteindre des dizaines de milliers de tr/min ou plus pour répondre aux besoins d'un traitement ultra-rapide.
2. Construction robuste : les machines d'usinage à grande vitesse nécessitent une structure robuste pour résister aux vibrations et aux chocs générés lors de l'usinage à grande vitesse. Les composants clés tels que le corps du lit, la broche et les rails de guidage nécessitent des matériaux à haute résistance et des processus de fabrication avancés pour garantir la rigidité et la stabilité globales de l'équipement.
3. Système efficace d'élimination des copeaux : le système efficace d'élimination des copeaux peut décharger les copeaux générés lors du processus de traitement à temps pour éviter l'accumulation de copeaux affectant la qualité du traitement et les performances de la machine.
4. Dispositif de régulation de la vitesse d'entraînement de la broche : Le dispositif de régulation de la vitesse d'entraînement de la broche doit avoir une large plage de régulation de vitesse et des performances de régulation de vitesse stables pour répondre aux besoins des différents matériaux et conditions de traitement. En raison de sa large plage de vitesses et de ses caractéristiques de sortie stables, l'entraînement de broche CC est devenu un choix courant dans l'usinage à grande vitesse.
5. Systèmes d'alimentation en eau plate et fluide (généralement pas directement liés aux machines d'usinage à grande vitesse, mais peuvent être pertinents si des applications spéciales ou des exigences de refroidissement sont impliquées) : Dans certaines applications spéciales, telles que le refroidissement de haute précision ou la lubrification spéciale, l'eau plate et les systèmes d’énergie fluidique peuvent jouer un rôle clé. Ces systèmes doivent garantir un approvisionnement en fluide stable et un contrôle précis pour répondre aux besoins spécifiques du processus.
6. Cône de broche HSK : le cône de broche HSK est une norme d'interface de broche de haute précision et haute rigidité, adaptée aux machines d'usinage à grande vitesse.
7. Mécanisme de serrage de machine-outil à grande vitesse : le mécanisme de serrage de machine-outil à grande vitesse doit avoir les caractéristiques de haute précision, de rigidité élevée et de réponse rapide pour garantir la stabilité et la précision de la pièce pendant le traitement.

Conseils de configuration pour les centres d'usinage CNC à grande vitesse

Les conseils de configuration pour l'usinage CNC à grande vitesse soulignent l'importance des broches à grande vitesse, des outils de coupe efficaces et des systèmes CNC avancés. Les broches à grande vitesse doivent posséder une vitesse de rotation et une rigidité élevées, comme les broches à entraînement direct et les broches électriques. Les outils doivent être adaptés à la coupe à grande vitesse, comme le diamant polycristallin et le nitrure de bore cubique, en mettant l'accent sur l'équilibre dynamique des structures d'outils.

Les systèmes CNC à grande vitesse nécessitent des capacités de traitement de données et des attributs fonctionnels robustes, de préférence avec des processeurs 32 bits ou 64 bits. Lors de la programmation, une attention particulière doit être portée à la fluidité des trajectoires de coupe, en évitant les changements brusques de direction et les surcoupes. Les systèmes de FAO doivent être utilisés pour optimiser les trajectoires d'outils, garantissant ainsi l'efficacité et la précision de l'usinage. Des marques comme GF+ excellent dans l'usinage à grande vitesse, et des stratégies telles que l'entrée et la sortie progressives de la couche de coupe et le maintien de paramètres de coupe stables sont recommandées.

Application de l'usinage à grande vitesse

L'usinage à grande vitesse (HSM) a un large éventail d'applications pratiques dans la fabrication moderne, et ses technologies et méthodes sont utilisées dans de multiples industries et applications pour améliorer l'efficacité de la production, la précision du traitement et l'utilisation des matériaux. Voici quelques cas typiques d’usinage à grande vitesse dans des applications pratiques :

• Industrie aérospatiale : L'industrie aérospatiale nécessite des pièces légères et de haute précision, telles que des structures d'avion, des pièces de moteurs et des équipements aérospatiaux.
• Fabrication automobile : la technologie d'usinage à grande vitesse est utilisée pour traiter des composants clés tels que les pièces de moteur, les pièces de transmission et les composants du système de freinage afin d'améliorer la précision et la fiabilité des pièces.
• Fabrication de dispositifs médicaux : La fabrication de dispositifs médicaux nécessite des pièces de haute précision et d’excellente qualité de surface, telles que des articulations artificielles, des outils chirurgicaux et des implants. La technologie d'usinage à grande vitesse permet un usinage de précision de géométries complexes et maintient la propreté et la douceur des pièces de qualité médicale.
• Industries de l'énergie et marine : dans l'industrie de l'énergie, l'usinage à grande vitesse est utilisé pour fabriquer des roulements, des turbomachines et des composants de turbomachines hautes performances afin d'améliorer l'efficacité et la fiabilité de la conversion d'énergie.
• Fabrication d'équipements électroniques et de communication : utilisé pour traiter des composants microélectroniques, des cartes PCB et des composants optiques de précision afin d'améliorer les performances et la fiabilité des équipements.

Différence entre le fraisage traditionnel et l'usinage à grande vitesse

Fonctionnalité	Fraisage traditionnel	Usinage à grande vitesse (HSM)
Vitesse de coupe	Faible (généralement < 200 m/min)	Élevé (généralement > 200 m/min, jusqu'à plusieurs milliers de m/min)
Débit d'alimentation	Faible	Haute
Profondeur de coupe	Généralement grand	Petite
Qualité de surface	Moyen, nécessite souvent un post-traitement	Élevé, nécessite souvent peu ou pas de post-traitement
Outil de la vie	Limité, s'use rapidement	Plus longtemps (dans des conditions optimales)
Taux d'enlèvement de matière	Faible	Haute
Gestion de la chaleur	La chaleur se concentre, peut provoquer une déformation de la pièce	Bonne dissipation thermique, réduit la déformation de la pièce
Exigences d'équipement	Machines-outils standards	Machines à haute rigidité, haute précision et grande vitesse
Serrage de la pièce	Systèmes de serrage standards	Systèmes de serrage à haute rigidité pour réduire les vibrations
Matériaux applicables	Métaux courants comme l'acier, la fonte	Divers matériaux, y compris des matériaux difficiles à usiner comme les alliages de titane et de nickel
Temps d'usinage	Long	Court
Efficacité de production	Faible	Haute
Coût d'investissement	Relativement faible	Élevé (en raison des exigences en matière d'équipement et d'outillage)
Vibration Control	Affecté par les vibrations, peut avoir un impact sur la qualité et la précision de la surface	Meilleur contrôle des vibrations, qualité de surface et précision supérieures

Quels sont les défis de l’usinage à grande vitesse ?

Les principaux défis de l'usinage à grande vitesse comprennent l'usure des outils due à la chaleur de coupe, aux vibrations et résonances des outils, le besoin de matériaux d'outils hautes performances, le manque d'options de sélection de paramètres d'usinage appropriés et le besoin de machines-outils offrant d'excellentes performances dynamiques et systèmes de refroidissement et de lubrification efficaces. Ces défis doivent être considérés ensemble pour garantir la stabilité et l’efficacité de l’usinage à grande vitesse. Face à ces défis, il est nécessaire de prendre en compte de multiples aspects tels que la sélection des matériaux, l'optimisation des paramètres de coupe, l'amélioration des performances des machines-outils et l'amélioration des systèmes de refroidissement et de lubrification pour garantir la stabilité et l'efficacité de l'usinage à grande vitesse.

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Catalogue: Guide d'usinage CNC