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Dans le paysage industriel moderne en plein essor d'aujourd'hui, les machines-outils CNC sont devenues un pilier de la découpe des métaux et jouent un rôle essentiel et irremplaçable. Grâce à leurs performances de contrôle automatique de haute précision, les machines-outils CNC permettent une découpe extrêmement précise des matériaux métalliques. Elles sont largement utilisées dans de nombreux secteurs de pointe tels que l'automobile, l'exploration aérospatiale et l'innovation en matière de communications électroniques, et sont devenues un moteur important du progrès industriel. Cet article analysera en profondeur le principe de fonctionnement sous-jacent de la découpe de métal par machine-outil CNC, expliquera son fonctionnement en détail et approfondira ses avantages techniques.

Quel est le principe de fonctionnement des machines CNC ?

Le mécanisme de fonctionnement d'une machine CNC repose essentiellement sur un programme informatique préprogrammé, le plus souvent le code G. Grâce à ce procédé, les pièces mobiles de la machine, telles que la broche responsable de la rotation à grande vitesse et l'axe d'avance contrôlant la précision de positionnement, peuvent être contrôlées avec précision. Le mouvement relatif entre l'outil et la pièce est ainsi précis et sans erreur, et l'usinage automatique des matériaux métalliques est possible. L'ensemble du procédé comprend les étapes clés suivantes :

1. Saisie du programme :Tout d'abord, le technicien doit convertir l'intention de conception en code CNC, reconnaissable par la machine-outil CNC, conformément au plan de conception de la pièce, grâce à un logiciel de programmation professionnel. Ces codes sont ensuite saisis de manière ordonnée dans le système de contrôle CNC de la machine CNC, fournissant ainsi un guide d'action détaillé pour le fonctionnement ultérieur de la machine.
2. Analyse des commandes :Lorsque le code entre dans le système de contrôle, celui-ci l'analyse rapidement et en profondeur. Ce processus permet au système de contrôle de calculer et de générer avec précision une série de paramètres d'usinage cruciaux basés sur le contenu du code, notamment la trajectoire de l'outil, l'avance pendant la coupe et la vitesse de rotation de l'outil. Broche, qui détermine directement la qualité et l'efficacité de l'usinage.
3. Contrôle de mouvement : Après avoir obtenu les paramètres d'usinage, l'actionneur de la machine-outil exerce une force. Grâce à un servomoteur ou un moteur pas à pas, la broche est entraînée en rotation à une vitesse définie à grande vitesse, tandis que l'arbre d'avance se déplace en douceur dans la direction définie. Ce processus garantit que l'outil coupe la pièce avec précision et convertit progressivement le dessin en objet physique, en stricte conformité avec la trajectoire prédéfinie.
4. Réglage du retour d'information : Afin de garantir une précision d'usinage toujours élevée, la machine CNC est également équipée de divers capteurs.Ces capteurs surveillent les paramètres d'état du processus d'usinage en temps réel. Si les paramètres réels s'écartent des valeurs prédéfinies, le système réagit rapidement, ajuste dynamiquement les paramètres d'usinage et compense efficacement les erreurs, garantissant ainsi une précision d'usinage constante.

Quels sont les principaux types de machines CNC ?

Équipements phares de l'industrie manufacturière moderne, les machines-outils CNC offrent un contrôle ultra-précis grâce à des instructions préprogrammées et sont particulièrement performantes dans la transformation des métaux, la fabrication de machines et d'autres secteurs. Leurs principaux types sont :

Comment une machine CNC découpe-t-elle le métal ?

Dans l'industrie manufacturière moderne, les machines-outils CNC constituent un processus clé pour la découpe du métal, hautement automatisé, précis et contrôlable. Le processus de découpe du métal par machine-outil CNC est le suivant :

• Préparation avant la découpe : sélectionner les machines-outils et les outils en fonction des besoins d'usinage, prendre en compte le type de machine-outil et l'adaptabilité de l'outil ; Serrage stable de la pièce, positionnement précis ; Le logiciel de CAO/FAO permet de générer des programmes d'usinage et de les importer dans le système CNC.
• Planification du parcours d'outil : Le parcours d'outil détermine la qualité et l'efficacité de l'usinage. Il doit être soigneusement conçu en tenant compte de la forme de la pièce, du matériau, du type d'outil et des paramètres d'usinage.
• Définition des paramètres d'usinage, notamment la vitesse de coupe.Vitesse d'avance, profondeur de coupe, débit de liquide de refroidissement, etc., en fonction de la pièce, des caractéristiques de l'outil et des exigences d'usinage.
• Usine : Les machines-outils CNC usinent selon la trajectoire planifiée et les paramètres définis. Le système CNC surveille et ajuste en temps réel. L'opérateur surveille l'état de coupe et ajuste les paramètres à temps.
• Post-traitement : nettoyage des débris, mesure des dimensions et de la forme de la pièce, comparaison avec les exigences de conception, détection des écarts, retouche et correction à temps pour garantir une qualité conforme.

Quels principes physiques permettent la découpe CNC des métaux ?

1. Conversion et utilisation d'énergie co co-

Aveclalalahaide of lele smoteur à broche, tle eélectrique eénergie is clent cconverti idans lele mmécanique eénergie of lele hhautesvitesse rrotation of tle toutil, fournissant une puissance solide pour le métal.ou un métal.cdécoupe. In leprocessus de découpedécoupe, lla rictionentre lle lle ll'outil etet lle wpièce de travail etet tla pformation élastique of tle mmatériel will ggénérer un lot of hmanger, wqui wferont llocalement ssouvent le mmétal, réduiront til sentend sforce, etet facilite ccoupe. At tle même temps, tle système de refroidissement systèmepppose un kkey role in rsuppression heat de tthe ccoupe area in une ten temps opportun manière tà travers hmanger cconduction uneet hmanger dmécanismes de mabsorption, sstrictement ccontrôle til ttempérature aet preventing ddommage to tle toutil unet wpièce de travail due to osurchauffe.

2. Le matériau mmicroscopique mmystère of mmatériau rsuppression

Ll'l'outill'extrusionll'mmétalusousll'actionactionof ccoupe fforce, cen utilisant it to usous-traitance pformation délastique. Lele mmétal ccrée un sentendre slèvre unlong til coutting edge, grapidement fformation chanches and dgravure àde lala wpièce. Fou bpeu mmatériaux, stel uns cast iron, sousl'impactdel'impactdededededededeforce, l'impactdededededededededededededededeiinterne mmicrofissures of le mmatériel ese dilatent rrapidement, wqui efinalement ldirige to tla fracture aet spalling of lematériau, etet lematériel etetetetetetetetettraité.

3. Traitement précis.cccontrôle.of mmécanique.action

Ccoupe force is a key force conduiteconduite metal dformation etet excision, unet its mamplitude unet ddirection unre unaffecté by une vvariété ded dacteurs, stels queoutil géométrie,cmesuredéfinitionparamètres,etpropriétésmatérielles.Ddurée usinage, lles étatsinternes et et et et et et et et etf lematérielpprécisément ccontrôlélecontrôlelela formationet fracture bcomportement duf lematériau. Lorsque lelestress lestress ledépasse lele lechamp leforce dudu lele mmatériau, lele mmatériau qu'ilsubit pélastique deformation; Lquand le stress fplus edépasse laforceensiles, tle mmatériel bcassures et et tle mmachinage is cterminé.

4.Une délaboréebéquilibreof heat aet tribologie

Esystèmes de transfert de données efficaces data-bm="5674">transferts de données et de données data-bm="5675">transferts de données class="" data-bm="5687">re key to mmaintenir une stable ttempérature in lecccoupeunezoneuneetspan data-bm="5710">avoing ddégradation of tle toutil unet wpièce de travail due to osurchauffe. Tla friction bentre tla toutil unet til wpièce d'œuvre npas ouniquement ggénère hmanger, bmais unégalement unaccélère tle wear. Tpar conséquent, il ests nnécessaire to ooptimiser le tool mmatériel, cfloating pprocessus etet ccoupe pparamètres (stels ets ccoupe svitesse and feed) to eefficacement réduire friction, eprolonger le service lvie duoutil, améliorerlaqualitéde l'enseignement, etet etréaliser lepéquilibre parfait entreleéquilibre entre leeffets hermiques et biologiques.eteteffets bactériologiques.effets bactériologiques.

Comment la formation de copeaux affecte-t-elle la précision de l'usinage ?

L'impact de la formation de copeaux sur la précision de l'usinage des métaux est multiple, principalement reflété par les points suivants :

La morphologie des copeaux interfère avec l'usinage

Les copeaux continus s'enroulent facilement autour de l'outil ou de la pièce, provoquant des vibrations, des déformations, voire des ruptures de l'outil, ce qui nuit à la précision d'usinage et à la qualité de surface. Les copeaux de l'écaillage sont fragmentés et l'impact à grande vitesse du tranchant de l'outil accélère l'usure de l'outil et raccourcit la durée de vie de l'outil, et la poussière générée par l'écaillage polluera également l'environnement de traitement,Cela affecte le fonctionnement de la machine-outil et réduit indirectement la précision de l'usinage.

La taille du copeau affecte la précision

Si le copeau est trop long ou trop épais, la force de coupe augmente, ce qui entraîne une déformation de l'outil, des vibrations de la pièce et une variation de la taille du produit usiné. La taille des copeaux est instable, la force de coupe fluctue et la surface usinée est irrégulière, ce qui rend difficile le respect des normes de haute précision.

Précision associée à l'usure et à la casse de l'outil

Lorsque les copeaux sont éjectés, ils frottent contre l'outil, accélèrent son usure, modifient la forme et la taille de l'arête de coupe, affectant ainsi la taille de la pièce à usiner. Dans des conditions de coupe difficiles, les forces d'impact des copeaux peuvent provoquer la rupture de l'outil, interrompre l'usinage, endommager la pièce et entraîner des pertes économiques.

L'environnement d'usinage est affecté par les copeaux

L'accumulation de copeaux entrave la dissipation thermique de la machine-outil, augmente la température des composants clés, affecte la précision et la stabilité de la machine-outil, et entrave également le fonctionnement des pièces mobiles et réduit la précision des mouvements. Si la chaleur de coupe évacuée par les copeaux ne peut être dissipée à temps, la pièce sera déformée thermiquement et la précision de l'usinage ultérieur sera affectée.

Quels coûts cachés apparaissent dans l'usinage à grande vitesse ?

Outre les coûts explicites d'approvisionnement en équipements et en matières premières, l'usinage à grande vitesse comporte également de nombreux coûts cachés :

1. Coût élevé de la perte d'outils

La durée de vie des outils est considérablement réduite à grande vitesse, par exemple de 15 à 30 minutes pour l'usinage du titane. Les changements d'outils fréquents augmentent les temps d'arrêt des machines, réduisent l'efficacité de la production et, parallèlement, les coûts d'approvisionnement augmentent considérablement, ce qui peut également affecter la production. cycle.

L'usinage à grande vitesse nécessite des équipements de grande puissance, comme une broche de 20 kW, qui consomme beaucoup d'énergie en fonctionnement. Le système de refroidissement représente jusqu'à 35 % de la consommation énergétique de la machine pour assurer la température de l'outil et de la pièce, ce qui représente une part importante des coûts d'exploitation de l'entreprise à long terme.

3. Les coûts de maintenance des équipements augmentent

Les équipements fonctionnent à grande vitesse et les composants internes sont soumis à d'énormes contraintes mécaniques et thermiques, ce qui entraîne une usure accélérée, en particulier pour les composants fragiles. Les réparations et le remplacement des composants de précision sont coûteux, et une maintenance fréquente peut également prolonger les temps d'arrêt et impacter la production.

4.Le coût de la perte d'efficacité existe

Avant l'usinage à grande vitesse, le débogage des paramètres de l'équipement et l'optimisation du processus d'usinage prenaient beaucoup de temps, ce qui augmentait les investissements en R&D et les coûts en temps de l'entreprise, réduisait l'efficacité de la production et constituait un coût caché de perte d'efficacité.

5. Augmentation des coûts du contrôle qualité

L'usinage à grande vitesse est sujet à des problèmes de qualité en raison de sa vitesse élevée et de sa force de coupe importante. Les entreprises doivent renforcer les contrôles qualité, investir davantage en main-d'œuvre et en ressources matérielles, et reprendre et réparer les problèmes dès leur détection. L'augmentation du taux de rebut entraînera également un gaspillage de matières premières.

6. Les coûts de main-d'œuvre augmentent

L'usinage à grande vitesse requiert des opérateurs hautement qualifiés et un investissement important en formation. Une forte pression au travail peut facilement entraîner une rotation du personnel, et les entreprises doivent investir davantage pour retenir les talents.

7. Le coût de la sécurité et de la protection de l'environnement a augmenté

L'usinage à grande vitesse présente des risques pour la sécurité, et les entreprises doivent mettre en place des mesures de protection de la sécurité afin d'augmenter les coûts d'achat et d'installation des équipements. L'élimination des déchets générés par le traitement doit être conforme aux normes de protection de l'environnement, ce qui augmente également les coûts de sécurité et de protection de l'environnement des entreprises.

Comment les modèles de vibration influencent-ils l'état de surface ?

L'influence du mode de vibration sur l'état de surface se reflète principalement dans les aspects suivants :

1. Le flottement provoque des ondulations de surface :

• Mécanisme du flottement : En usinage, le flottement est une vibration auto-excitée causée par l'instabilité dynamique du système outil-pièce.
• Effets de surface : Le flottement rend le mouvement relatif entre l'outil et la pièce instable, ce qui entraîne des ondulations ou des marques de broutage sur la surface usinée, réduisant ainsi considérablement l'état de surface.

2. Facteurs de formation des ondulations de surface :

• Avance par dent : Lorsque l'avance par dent est Trop grand, l'outil laisse des marques plus profondes sur la surface de la pièce et la rugosité de surface (par exemple, la valeur Ra) augmente.
• Faux-rond : Le faux-rond radial de la broche ou de l'outil provoque un décalage périodique de l'outil pendant l'usinage, ce qui entraîne des marques de broutage visibles. Par exemple, un faux-rond radial supérieur ou égal à 0,005 mm produit des marques de broutage visibles.

3. Fréquence des vibrations et morphologie de surface :

• Vibrations haute fréquence : Elles peuvent entraîner une augmentation des irrégularités microscopiques de surface, affectant ainsi la finition et la brillance de la surface.
• Vibrations basse fréquence : Elles produisent généralement de larges ondulations de surface, ce qui affecte gravement la qualité de surface et la précision dimensionnelle.

4. Interaction outil-pièce :

Les vibrations modifient les conditions de contact entre l'outil et la pièce, ce qui entraîne des fluctuations des forces de coupe, ce qui affecte à son tour la topographie et la finition de la surface.

Quels sont les avantages techniques de l'usinage CNC des métaux par LS ?

Dans le domaine de l'usinage des métaux, LS est devenu un leader du secteur grâce aux principaux avantages suivants :

✅ Système de traitement intelligent : Des algorithmes d'IA intégrés surveillent l'usure des outils et l'état d'usinage en temps réel, et ajustent automatiquement les paramètres pour prolonger leur durée de vie.

✅ Technologie de liaison multiaxes : La machine CNC à cinq axes permet de réaliser des usinages de surfaces complexes, de réduire les temps de serrage et d'améliorer l'efficacité.

✅ Solutions de fabrication écologiques : Des systèmes de lubrification à quantité minimale (MQL) et de récupération des débris sont utilisés pour réduire la consommation d'énergie et la pollution environnementale.

Résumé

L'usinage CNC du métal est une technologie indispensable dans l'industrie manufacturière moderne. Grâce à des systèmes CNC de haute précision et à une variété d'outils de coupe, les machines CNC permettent une découpe précise et un usinage efficace des matériaux métalliques. De plus, leurs avantages techniques offrent aux machines CNC un large éventail d'applications dans le domaine de l'usinage des métaux.
La capacité d'usinage des machines-outils CNC a un impact direct sur la qualité des produits et l'efficacité de la production. Avec une technologie CNC avancée, une riche expérience industrielle et un service après-vente parfait, LS peut fournir aux clients des solutions de traitement des métaux de haute précision, de haute efficacité et à faible coût.Qu'il s'agisse de production en série ou de pièces personnalisées de haute complexité, LS répond à vos besoins grâce à une excellente résistance technique.

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Équipe LS

LS est une entreprise leader du secteur, spécialisée dans les solutions de fabrication sur mesure. Avec plus de 20 ans d'expérience au service de plus de 5 000 clients, nous nous concentrons sur l'usinage CNC de haute précision, la fabrication de tôles, l'impression 3D, le moulage par injection, l'emboutissage de métaux et d'autres services de fabrication à guichet unique.Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes à la pointe de la technologie et est certifiée ISO 9001:2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à nos clients dans plus de 150 pays. Qu'il s'agisse de production en petite série ou de personnalisation de masse, nous répondons à vos besoins avec une livraison rapide en 24 heures. Choisir LS Technology, c'est choisir l'efficacité, la qualité et le professionnalisme.
Pour en savoir plus, veuillez consulter notre site web : www.lsrpf.com

FAQ

1. Comment fonctionne la machine CNC ?

La machine CNC contrôle la trajectoire et la vitesse de l'outil grâce à un programme numérique, afin que l'outil puisse couper la pièce avec précision selon la trajectoire prédéfinie. Ce processus comprend généralement la saisie du programme, la sélection et l'installation de l'outil, le serrage de la pièce, le réglage et le positionnement de l'outil, la découpe automatique, ainsi que la surveillance et le réglage.

2. Quel est le processus de la machine de découpe des métaux ?

Le processus de la machine de découpe des métaux implique de nombreuses étapes, notamment la préparation du matériau, la sélection de la méthode de découpe, le réglage des paramètres, l'opération de découpe et le post-traitement. Selon le type de matériau métallique et les exigences de traitement, sélectionnez la méthode de découpe appropriée (oxycoupage, plasma, laser, etc.) et définissez les paramètres de découpe correspondants, tels que la vitesse de coupe, la pression du gaz, etc. Le matériau métallique est ensuite fixé sur la table de la machine de découpe et découpé selon une trajectoire ou une forme prédéterminée. Enfin, la pièce découpée subit les post-traitements nécessaires, tels que l'ébavurage, le meulage, etc.

3.Comment fonctionne l'usinage CNC ?

L'usinage CNC est une technologie qui contrôle les machines-outils pour un usinage automatisé grâce à des programmes informatiques. Un logiciel de CAO/FAO est utilisé pour générer des instructions d'usinage (comme le code G), qui décrivent la trajectoire, la vitesse, les paramètres de coupe, etc. de l'outil pendant l'usinage. Ces instructions sont ensuite saisies dans le contrôleur de la machine CNC. Ce dernier pilote le mouvement des différents axes de la machine-outil conformément aux instructions, permettant ainsi à l'outil d'usiner la pièce selon une trajectoire prédéterminée. Pendant l'usinage, l'état de l'usinage est surveillé en temps réel par des capteurs et des systèmes de rétroaction, et le mouvement de la machine-outil est automatiquement ajusté en cas d'écart afin de garantir la précision de l'usinage.

4. Comment fonctionne l'usinage des métaux ?

L'usinage des métaux est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes. Tout d'abord, le matériau métallique approprié est sélectionné en fonction des besoins de transformation, puis les prétraitements nécessaires (découpe, dressage, dérouillage, etc.) sont effectués. Le métal est ensuite transformé à la forme et aux dimensions souhaitées par forgeage, moulage, laminage, extrusion, etc. Il est ensuite découpé à l'aide de machines-outils telles que tours, fraiseuses, perceuses, etc., afin d'obtenir les dimensions et formes précises requises. De plus, un traitement thermique (trempe, revenu, etc.) peut être nécessaire pour améliorer les propriétés mécaniques et l'aptitude à la transformation des métaux. Enfin, la surface métallique traitée est soumise aux traitements nécessaires (pulvérisation, galvanoplastie, polissage, etc.) pour améliorer sa résistance à la corrosion et son esthétique.Un contrôle qualité est effectué pour garantir que la pièce est conforme aux exigences de traitement.

Ressource

Fraisage (usinage)

Tour à métaux

Commande numérique par ordinateur