Machines-outils CNC - Connaître les bons outils pour l'usinage CNC

L'informatisation a trouvé sa place dans diverses machines de fabrication, mais son intégration dans les systèmes d'usinage a été pour le moins révolutionnaire. Grâce à la magie de l'usinage CNC, vous pouvez désormais fabriquer des composants complexes et précis à des vitesses accélérées.

Que sont Machine cnc Outils

Les machines-outils CNC sont des gadgets spécialement conçus, montés sur la broche des machines de découpe informatisées et chargés de générer des pièces complexes. Vous pouvez demander à ces outils de traiter votre pièce d'une manière particulière en programmant la carte contrôleur de votre machine.

Avantages de l'utilisation de machines-outils CNC

L'intégration de la technologie CNC dans les opérations d'usinage s'est avérée être un pas de géant vers l'excellence en matière de fabrication. Voici 10 raisons pour lesquelles vous devriez abandonner les outils d’usinage manuels au profit des outils d’usinage CNC.

• Haute précision: Les opérations de placement et de découpe de ces outils sont régies par des instructions préprogrammées. Cela garantit des pièces précises avec zéro risque d’imperfections.
• Fabrication de composants complexes : Lorsque vous utilisez une machine-outil manuelle, votre capacité à produire des pièces complexes telles que des pièces automobiles peut être limitée. Cependant, avec un outil d’usinage CNC, vous pouvez facilement produire des pièces complexes aux dimensions précises.
• Coûts de main d’œuvre réduits : L'automatisation de ces outils signifie que vous n'avez plus besoin de plusieurs opérateurs pour usiner vos pièces. Cela vous permet finalement d'économiser une part considérable en salaires et traitements.
• Productivité accrue : Le nom des machines-outils de poinçonnage CNC vous permet de produire des composants complexes en continu avec un minimum d'interruptions ou de pannes. Cela signifie que vous pouvez produire davantage de pièces dans des délais considérablement plus courts.
• Gaspillage réduit : L'usinage précis des outils de coupe contrôlés par ordinateur garantit que seules les parties indésirables d'une pièce sont extraites. Cela garantit que vous utilisez les ressources de manière optimale, évitant ainsi les pertes.
• Sécurité améliorée : Les outils d'usinage peuvent être tranchants, ce qui vous expose à des risques de blessures accidentelles. Cependant, avec les machines CNC, vous n’interagissez pratiquement pas avec l’outil de coupe, évitant ainsi le risque de blessures sans précédent.
• Suivi des données : L'informatisation des opérations d'usinage vous permet de collecter des données sur l'efficacité de votre machine et de ses processus.
• Avantages financiers à long terme : Les outils d'usinage automatisés vous permettent de produire plus de pièces tout en réduisant votre budget de main-d'œuvre. Cela se traduit finalement par une réduction des coûts opérationnels.

Liste des types de machines-outils CNC

Les opérations d'usinage vont du dressage de pièces cylindriques au découpage de matériaux durs comme des tôles de fer. Cela nécessite différents outils d'usinage et si vous recherchez des outils de coupe de machines CNC, vous allez vous régaler.

Outils de fraisage CNC

Ce sont des outils montés sur des unités de fraisage contrôlées par ordinateur et chargés de créer des trous, des faces et des formes distinctes sur vos pièces. Avec une fraiseuse CNC, vous pouvez sculpter différentes formes et motifs sur vos produits bruts grâce à la myriade d'outils d'usinage qu'elles prennent en charge. Ces outils comprennent :

• Fraises en bout : Ces fraises sont dotées de nombreuses arêtes de coupe, ce qui qualifie leur utilisation en coupe latérale comme en plongée. Vous pouvez retrouver leurs tranchants à leur pointe ainsi qu’à leur périphérie. Différentes fraises en bout sont fabriquées avec un nombre variable de cannelures et elles sont en outre classées en :
  • Fraises à bout plat
  • Fraises à nez arrondi
  • Fraises à bout sphérique
  • Fraises carrées
  • Fraises coniques

• Moulins à fil : Ces fraises sont chargées de découper des formes de filetage spécifiques sur votre pièce. Pour ce faire, ils utilisent une fraise rotative dont la conception de la flûte est personnalisée pour présenter une forme de filetage distincte. Avec une fraise à fileter CNC, vous pouvez réaliser des filetages externes ou internes complexes sur n'importe quelle pièce.

• Broyeurs de dalles : Ces fraises sont fabriquées sur mesure pour la coupe de surfaces, en particulier pour les pièces relativement grandes et plates. Ils sont généralement en forme de disque et leur ligne latérale est gravée de dents, ce qui leur permet de réaliser des coupes plus profondes et plus larges. Si vous recherchez un broyeur de brames, vous avez le luxe de choisir entre ;
  • Broyeurs de brames simples
  • Broyeurs de brames de scalpage

• Moulins creux : Ces fraises spécialisées sont conçues sur mesure pour fraiser des poches internes et des rayons sur votre pièce. A ce titre, ils réalisent leurs opérations d’usinage de l’intérieur vers l’extérieur. Ils sont essentiellement en forme de tube et leurs arêtes coupantes sont encastrées dans le diamètre intérieur du tube.

• Fraises à visage : Ces fraises sont vénérées pour la qualité des surfaces planes et lisses qu'elles laissent sur votre pièce. Ils sont dotés de diamètres caractéristiques plus grands et vous pouvez modifier leurs arêtes de coupe.

• Coupe-mouches : Ces fraises CNC sont livrées avec des mèches de coupe remplaçables, ce qui les rend idéales pour la coupe frontale. Lors du fraisage à l'aide de fraises volantes, vous pouvez ajuster le positionnement radial de leur corps pour garantir que votre produit final a le diamètre idéal. Ils sont largement exploités pour usiner des pièces relativement énormes.

• Alésoirs : Il s'agit de fraises distinctes spécialisées pour affiner la finition de surface et le diamètre de votre pièce. Ils extraient des copeaux comparativement plus petits des cavités pré-percées, ce qui garantit que votre pièce présente des trous cylindriques parfaits. Ils existent dans les variétés suivantes :
  • Alésoirs à serrage
  • Alésoirs à coquille
  • Alésoirs réglables
  • Alésoirs à broches coniques

• Coupeurs latéraux : Ces fraises spécialisées sont largement utilisées dans le contourage et le rainurage puisqu'elles usinent les côtés de votre pièce. Ils sont disponibles sous diverses formes :
  • Pinces coupantes simples
  • Fraises à dents décalées

Forage Outils

L’un des moyens les plus courants de créer des cavités ou des trous dans des objets durs est le perçage. Vous pouvez équiper votre machine CNC de différents types de forets pour garantir que votre pièce reste avec des cavités précises et aux finitions lisses. Vous pouvez opter pour l'un des outils de perçage suivants :

• Outils de forage hélicoïdal : Les forets hélicoïdaux sont extrêmement importants grâce à leur capacité à extraire les débris résultants sans interrompre le processus de forage. Ceci est rendu possible par les cannelures hélicoïdales intégrées dans le corps du foret. Ces forets sont souvent fabriqués en carbure ou en acier rapide.

• Outils de perçage par éjecteur : Ces forets CNC sont principalement spécialisés pour créer des trous ou des cavités étendus et sont donc équipés de corps relativement plus longs. Ils sont capables de déloger les copeaux extraits pendant la poursuite du forage grâce à leur configuration de cannelures.

• Outils de perçage central : Ces outils de perçage sont principalement exploités pour créer des points de guidage ou des cavités peu profondes qui guident vos forets hélicoïdaux ou à éjecteur. Ce trou est généralement appelé trou pilote et est essentiel pour créer un point de départ pour d'autres opérations d'usinage. Vous pouvez facilement distinguer les forets à centrer par leur extrémité courte mais pointue.

Outils d'alésage CNC

Ces outils sont généralement utilisés pour affiner les opérations d’usinage de forets typiques. Ils ont pour mission principale de dimensionner ou de lisser la surface des cavités créées par votre outil de forage. Ils utilisent une fraise à point unique et accomplissent leur mission en faisant tourner une barre d'alésage dans votre pièce.

Outils de chanfreinage CNC

Les outils de chanfreinage sont principalement chargés d'embellir ou d'améliorer le profil esthétique de votre pièce. Vous pouvez cependant les exploiter pour surmonter des arêtes vives ou créer des points d'assemblage lisses. Avec une fraise à chanfreiner CNC, vous pouvez facilement concevoir votre pièce métallique ou en bois avec des bords biseautés.

Outils de moletage CNC

Le moletage est un procédé de fabrication essentiel lorsqu'il s'agit de composants cylindriques. Les outils de moletage CNC vous permettent d'augmenter les capacités de préhension de vos pièces en incorporant des motifs texturés sur leur surface. Un outil de moletage typique est livré avec une roue dont l'extérieur est gravé de motifs uniques, qui sont imprimés sur votre pièce.

Outils de tronçonnage CNC

Ces outils sont réputés pour leur capacité à démembrer une partie de votre pièce de son produit brut d'origine. Cependant, vous pouvez également les exploiter pour créer des rainures dans votre pièce. Leur composition constitue une lame de coupe droite et tranchante, à laquelle votre machine CNC demande automatiquement de couper votre pièce radialement.

Outils de meulage CNC

Le montage d'outils de meulage sur votre machine CNC vous permet de personnaliser la dimension, la forme ou la finition de surface de votre pièce. En effet, ces outils extraient des quantités précises de matériaux de vos produits pour créer des surfaces lisses, aiguiser les bords ou façonner vos pièces. Vous pouvez utiliser l'un des outils de meulage CNC suivants :

• Meules
• Meules
• Bandes abrasives

Meilleurs matériaux pour la production de machines-outils CNC

Lorsque vous choisissez un outil de coupe pour votre machine CNC, son matériau de construction doit être l'un des premiers facteurs à évaluer. En effet, son matériau a un impact considérable sur son adéquation à différents matériaux de pièce et sur sa durée de vie. Ci-dessous, nous évaluons certains des meilleurs matériaux pour votre machine-outil de routeur CNC.

· Acier à haute vitesse

L'acier rapide est le matériau de prédilection pour la fabrication d'outils de coupe conçus pour les opérations d'usinage difficiles. La composition de ce matériau comprend de l'acier, du molybdène et du tungstène, qui contribuent tous à sa dureté. L'acier rapide présente également une excellente stabilité thermique, comme en témoigne son point de fusion élevé à 600°C. Cela le rend parfait pour usiner des matériaux durcis en continu à des vitesses élevées.

· Acier Carbone

L'acier au carbone est un matériau vénéré pour sa faible propension à l'abrasion ou à l'usure et son prix relativement bas. Ce matériau robuste tire ses caractéristiques impressionnantes des composants de haute qualité qui constituent sa base. Ils comprennent le carbone, le silicium et le manganèse.

Vous ne pouvez utiliser des outils d'usinage en acier au carbone que pour traiter des composants légers à des températures relativement basses. Les opérations d'usinage à des températures supérieures à 200°C peuvent faire fondre votre outil de coupe.

· Couper la céramique

Par rapport à d’autres matériaux, la céramique de découpe est supérieure en termes de dureté. En tant que tels, ils offrent une résistance exceptionnelle à la chaleur et à la corrosion, ce qui en fait la solution incontournable pour l'usinage de pièces rigides. Avant d’opter pour ce matériau, il faut cependant garder à l’esprit qu’il est assez fragile et peut s’écailler sous l’effet de chocs.

· Carbures cémentés

Les outils d'usinage en carbure cémenté ont un point commun. Ils sont extrêmement résistants à l’usure et sont donc largement exploités pour usiner des pièces durcies. Ils se vantent également d’une résistance à la chaleur exceptionnelle, due à leur composition. La plupart des carbures cémentés ont une base de cobalt ou de titane complétée par des grains de carbure de tungstène.

· Nitrure de bore cubique

Les outils de fraisage, de perçage et de tournage en nitrure de bore cubique occupent une place importante dans les machines CNC grâce à la dureté inégalée de ce matériau. Ce matériau est fabriqué à haute température, ce qui confère à ses cristaux une structure robuste. Vous pouvez exploiter les outils d'usinage CBN pour traiter des pièces en superalliages et en acier trempé.

· Diamant

Ces dernières années, l'utilisation de diamants pour fabriquer des outils d'usinage robustes destinés à couper des pièces extrêmement durcies a connu un essor considérable. Ce matériau est généralement produit par dépôt chimique en phase vapeur et présente donc une résistance à l'usure et une stabilité thermique inégalées. L’achat d’outils d’usinage diamantés comme les forets diamantés est cependant plus coûteux.

Matériaux de revêtement pour outils de coupe CNC

La majorité des matériaux qui composent la base de votre outil de coupe possèdent des propriétés impressionnantes telles que la dureté et la stabilité thermique. Ils ne répondent cependant pas aux attentes sur certains points, ce qui nécessite l'ajout d'une couche supplémentaire. Le manteau peut être confectionné à partir des matériaux suivants :

· Nitrure de titane

Depuis des lustres, le nitrure de titane est largement exploité pour renforcer les outils de coupe, en particulier les outils de coupe utilisés dans l'usinage lourd. En effet, ce revêtement possède une immense dureté, ce qui se traduit par un profil anti-abrasion plus élevé. L'utilisation d'outils d'usinage recouverts de TiN empêchera également les fragments de pièce retirés de coller à votre fraise.

· Nitrure de chrome

Le nitrure de chrome réussit à couper des outils privilégiant la résistance chimique tels que les machines-outils en aluminium. Il augmente également la dureté et la résistance à l'abrasion de votre couteau et est généralement de couleur argentée ou grise.

· Carbonitrure de titane

Ce revêtement est généralement ajouté sur des outils d'usinage présentant un pouvoir lubrifiant et une résistance à l'abrasion relativement inférieurs. Il augmente la dureté de votre outil de coupe et prolonge sa durée de vie en évitant les frottements qui rongent votre outil de coupe. Cependant, vous ne pouvez pas utiliser ce revêtement pour augmenter la stabilité thermique de votre outil.

· Nitrure d'aluminium et de titane

L'application d'un revêtement de couleur violette ou violette amplifie la résistance thermique de votre outil de coupe. Il se caractérise par une concentration supérieure en aluminium de 65 %, ce qui le rend parfait pour l'usinage de pièces à haute température et vitesse.

· Diamant

Bien que ce revêtement soit rarement exploité, il règne en maître dans le revêtement des outils d'usinage destinés aux opérations lourdes et abrasives. Les outils de coupe diamantés ont une dureté inégalée et peuvent donc être utilisés pour percer des pièces abrasives comme le béton. Ils sont cependant extrêmement coûteux, ce qui explique leur faible utilisation.

Choisir la machine-outil CNC parfaite pour vous

Le choix de votre outil d’usinage impacte énormément la qualité de vos composants usinés et l’efficacité de votre machine CNC. Cela souligne l’essence même de disposer du bon outil pour la bonne opération d’usinage. La prise en compte des paramètres suivants devrait vous aider à faire le bon choix.

· Matériau de la pièce à usiner

Tout d’abord, vous devez identifier la nature de vos pièces et leurs matériaux de construction respectifs. Si vous avez l'intention d'usiner des pièces très abrasives, assurez-vous de choisir un outil d'usinage avec un profil de dureté supérieur. Cependant, si vous avez affaire à des pièces plus molles, vous pouvez opter pour un outil relativement moins cher et plus souple.

· Type de machine CNC

Si vous disposez d'une fraiseuse CNC existante ou machine de tour, vous devez considérer les outils d'usinage qu'il prend en charge. Par exemple, avant d'acheter un outil de perçage, vérifiez si votre tour CNC est compatible avec un foret. Assurez-vous de choisir un outil de coupe dont la conception et la configuration sont compatibles avec votre machine CNC.

·Matériau de construction d'outil de coupe

Le matériau qui compose votre outil d’usinage détermine sa qualité et son adéquation à certaines applications. Optez pour un outil d'usinage fabriqué à partir de matériaux robustes, capables de résister à l'abrasion et aux conditions difficiles. Par exemple, lorsque vous recherchez une fraise pour usiner des pièces métalliques à des vitesses élevées, assurez-vous que son matériau de base présente une stabilité thermique élevée.

· Revêtement des outils de coupe

Examinez l'outil de coupe et évaluez si certaines de ses caractéristiques clés doivent être complétées. Si tel est le cas, examinez les différents types de matériaux de revêtement qui peuvent améliorer leur fonctionnalité. Par exemple, si la fraise manque de dureté et de résistance à l’abrasion, envisagez de la renforcer avec un revêtement en nitrure de titane.

· Caractéristiques des outils d'usinage

Avant de prendre votre décision, évaluez soigneusement les principales caractéristiques des différents outils de coupe. Examinez leur résistance, leur tolérance à la température, leur conception et le nombre de cannelures. Assurez-vous que votre choix répond à vos exigences de production.

Questions fréquemment posées

· Existe-t-il un outil d'usinage CNC qui effectue toutes les opérations d'usinage ?

Non. La majorité des outils d’usinage sont spécialisés pour réaliser certaines opérations d’usinage. Cependant, il existe des découpeuses avancées capables d’effectuer plusieurs opérations de découpe distinctes. Par exemple, vous pouvez utiliser une fraise à bout sphérique pour dresser ou fraiser votre pièce.

· Est-il obligatoire de revêtir les machines-outils CNC ?

Non. Les machines-outils de pliage CNC avec revêtement renforcent leurs caractéristiques principales et élargissent leur échelle d'application. Vous ne devez revêtir vos outils que s'ils nécessitent un renforcement. Cependant, si votre outil de coupe démontre une tolérance aux températures élevées, une résistance à l’usure et une stabilité chimique, l’ajout d’une couche serait inutile.

· Existe-t-il des machines CNC équipées de plusieurs outils d'usinage ?

Oui. Les machines CNC avancées conçues pour entreprendre plusieurs opérations d'usinage sont équipées d'une myriade d'outils de coupe distincts. Par exemple, un tour à tourelle se vante d'un axe de rotation équipé d'un magasin contenant des fraises distinctes.

· Les outils d'usinage CNC peuvent-ils manipuler des matériaux durs ?

Oui. Les outils d'usinage se présentent sous différentes formes, chaque forme présentant différents niveaux de dureté et caractéristiques. Cela signifie que vous pouvez acquérir un outil de coupe sur mesure, parfait pour usiner votre pièce distincte. Votre pièce peut être fabriquée à partir des matériaux suivants :

• Métal
• Bois
• Verre
• Plastique

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Davantage de ressources:

Types de machines CNC – Source : TSINFA

Fraiseuses – Source : TSINFA

Perceuses – Source : TSINFA

Centre d'usinage de tour – Source : TSINFA