Centre d'usinage horizontal et vertical - Une comparaison ultime

Vous vous demandez probablement comment un centre d'usinage horizontal se compare à un centre d'usinage vertical. Eh bien, cet article explore tous les faits fondamentaux qui vous aideront à choisir un équipement parfait pour vos opérations d'usinage.

Allons-y directement :

Qu'est-ce que Centre d'usinage horizontal?

Souvent abrégé en HMC, un centre d'usinage horizontal est une machine spécialisée conçue pour effectuer des opérations de traitement distinctes telles que forage et fraisage. Il comporte une broche perpendiculaire à la table de travail.

Les HMC contemporaines sont généralement informatisées, ce qui signifie que vous pouvez les exploiter pour effectuer des opérations essentielles telles que le taraudage, le fraisage et l'alésage.

Conception d'un centre d'usinage horizontal

Cette unité comporte de nombreux composants alignés de manière unique pour faciliter certaines opérations d'usinage. Ces parties comprennent :

• Base: Il s’agit d’un châssis qui constitue la pierre angulaire de votre centre d’usinage. Il fournit une structure de support pour d'autres composants pivots, notamment la broche et la table de travail. La majorité des centres d'usinage horizontaux sont dotés de châssis ou de bases en fonte.
• Colonne: La colonne est une autre structure de support qui soutient l'axe z de votre centre. L'axe Z est un composant qui permet à la broche de votre centre d'usinage horizontal de manœuvrer verticalement. Ce composant fait également office de pont entre le bâti de la machine et la poupée mobile.
• Table de travail: Votre usinage de centrage horizontal est livré avec une surface en forme de table sur laquelle vous pouvez placer et positionner votre pièce. Cette table de travail peut se déplacer de différentes manières grâce à l'inclusion des axes x, y et z.
• Broche: Ce composant gère principalement le mouvement de votre outil d'usinage installé. Vous pouvez ajuster sa vitesse et sa puissance à la hausse ou à la baisse en fonction des exigences de votre opération. Pour les HMC, la broche est configurée de manière unique puisqu'elle fonctionne parallèlement à votre table de travail.
• Poupée : La poupée est le composant qui maintient la broche de votre centre tout en soutenant d'autres pièces pivotantes. Cela inclut le changeur d'outils.
• Changeur d'outils : Il s'agit d'un composant automatique qui permet à votre centre d'usinage horizontal de basculer entre des outils d'usinage distincts. Il est livré avec un magasin qui préserve les outils de coupe essentiels comme une fraise et un foret. Une fois que vous décidez de changer d'outil d'usinage, il récupère l'outil de votre choix et le monte sur la broche.
• Changeur de palettes : Bien que tous les centres d’usinage horizontaux ne soient pas dotés de changeurs de palettes, la plupart des centres contemporains le sont. Ce composant vous permet d'alimenter différentes pièces vers votre centre d'usinage, minimisant ainsi les temps d'inactivité.
• Configuration des axes : La configuration des axes des centres d'usinage horizontaux varie en fonction de la complexité du centre. Les HMC de base disposent de trois axes tandis que les options avancées peuvent comporter jusqu'à 5 axes. Cela ouvre la porte à des processus d'usinage sophistiqués, notamment le moletage et le filetage.

Comment fonctionne un centre d'usinage horizontal

Les centres d'usinage horizontaux sont disponibles en différents modèles, chacun étant conçu de manière unique pour effectuer des tâches distinctes. fonctions d'usinage. Cela peut entraîner des processus de travail distincts. Cependant, les HMC typiques effectuent diverses opérations d'usinage dans les étapes suivantes.

• Chargement de la pièce : Tout d’abord, vos matières premières ou pièces à usiner sont introduites dans le centre d’usinage et soigneusement positionnées sur la table de travail. Dans les HMC avancés dotés de changeurs de palettes, le processus de chargement est automatisé.
• Fixation : La pièce chargée est ensuite fixée en place en la fixant fermement à votre table de travail. Ceci est assez important car cela garantit que votre objet est positionné avec précision et évite son mouvement pendant l'usinage.
• Sélection et configuration des outils d'usinage : Par conséquent, l'outil d'usinage approprié nécessaire au traitement de votre pièce est choisi et récupéré dans le magasin. L'outil désigné est ensuite monté sur le porte-outil prêt pour l'usinage.
• La programmation: Une fois la pièce et le centre bien configurés, les instructions d'usinage sont saisies dans le contrôleur du centre. Ces instructions incluent l'opération d'usinage, la profondeur de coupe et la vitesse d'usinage de coupe.
• Usinage: Une fois vos instructions saisies, le centre d’usinage horizontal démarre automatiquement le processus d’usinage. L'outil d'usinage est mis en contact avec votre pièce en déplaçant la broche le long d'un axe spécifié. Il en résulte une pièce bien formée, percée ou filetée.
• Application du liquide de refroidissement : Les opérations d'usinage entreprises entraînent souvent des frottements et une génération de chaleur. Cela nécessite l’application de liquide de refroidissement et de lubrifiant pour faciliter le bon fonctionnement.
• Déchargement: Cette étape est initiée une fois que vous êtes satisfait de la qualité de votre produit usiné. Ce processus peut être entrepris automatiquement ou manuellement.

Types de console HMC

Les HMC sont classées en fonction de leur configuration de broche. Cependant, ils sont divisés en d’autres sous-types, chacun spécialisé pour remplir des rôles distincts.

Centre d'usinage horizontal 3 axes

Le HMC 3 axes est un centre d'usinage simple réputé pour prendre en charge les mouvements à trois axes. Cette machine prend en charge les mouvements le long des axes X, Y et Z, ce qui la rend parfaite pour les applications simples telles que le fraisage, le taraudage et le perçage.

4 axes Centre d'usinage horizontal

Le HMC 4 axes intègre davantage d'axes, ce qui le rend adapté aux processus d'usinage plus complexes. En plus des trois axes pris en charge par un HMC 3 axes, cette machine dispose d'une table rotative. Avec le centre d'usinage horizontal à 4 axes, vous pouvez travailler sur de nombreuses faces de votre pièce avec précision et confort.

5 axes Centre d'usinage horizontal

Il s’agit du modèle le plus avancé de centres d’usinage horizontaux et il est universellement vénéré pour sa flexibilité. Le HMC 5 axes est livré avec deux axes rotatifs supplémentaires en plus des trois axes de base. Ces axes sont les axes A et B, qui permettent d'usiner des pièces de forme irrégulière sur de nombreuses faces.

Centre d'usinage horizontal à double palette

Le centre d'usinage horizontal à double palette est vénéré pour ses cadences de production élevées permises par sa configuration à double palette. Avec ce centre, vous pouvez alimenter deux pièces sur deux palettes différentes. Cela garantit un usinage continu puisque vous pouvez charger une palette tandis que l'autre maintient votre pièce à usiner pour l'usinage.

Avantages de l'utilisation de centres d'usinage horizontaux

• Usinage multiface : Les centres d'usinage horizontaux typiques comportent de nombreux axes (3-5), ce qui vous permet d'effectuer des opérations d'usinage sur plusieurs faces.
• Productivité améliorée : Les centres d'usinage horizontaux, en particulier les HMC à double palette, vous permettent de manipuler plusieurs pièces simultanément et en continu. Pendant qu’une de vos palettes est dans le centre d’usinage, vous pouvez charger l’autre.
• Gestion améliorée des puces: L'orientation distincte des HMC ainsi que leur impressionnant mécanisme d'évacuation des copeaux garantissent que les fragments accumulés sont efficacement éliminés. Ils contiennent des convoyeurs à copeaux, ce qui rend l'extraction des copeaux transparente.
• Fermeté améliorée : La configuration unique des HMC les rend fermes, leur permettant ainsi de contenir des pièces lourdes. Lors des opérations d'usinage, la force est uniformément répartie.
• Précision améliorée : Ils contiennent une broche rigide, qui leur permet d'effectuer des opérations d'usinage distinctes tout en atteignant une précision inégalée.

Qu’est-ce qu’un centre d’usinage vertical ?

UN centre d'usinage vertical est une machine pratique dotée d'une broche alignée perpendiculairement, ce qui la rend parfaite pour l'usinage de haute précision. Cela signifie que votre outil d'usinage et votre broche se trouvent au-dessus de la table de travail qui contient votre pièce.

Pièces de centres d'usinage verticaux

Les VMC sont classées en fonction de leur configuration. Leurs composants principaux (la broche et l'outil d'usinage) sont montés verticalement, ce qui garantit la précision. Tout comme les HMC, ces centres d'usinage comportent plusieurs constituants, à savoir :

• Base: Cela constitue la base de votre centre d'usinage à centre vertical et c'est essentiellement la tige qui supporte les autres composants.
• Colonne: La colonne est érigée sur la base et se tient debout, fournissant une base de support pour les composants mobiles.
• Broche: Il s'agit d'un arbre conçu pour réguler le fonctionnement des outils d'usinage de votre centre. Dans les VMC, il est érigé verticalement, ce qui signifie qu'il attire votre outil de coupe vers votre pièce par le haut.
• Table de travail: Il s'agit d'une surface de taille variable conçue pour maintenir votre pièce en position pour l'opération d'usinage. Dans les centres d'usinage verticaux, la table de travail manœuvre le long des axes X, Y et Z.
• Changeur d'outils : Le changeur d'outils comprend un magasin qui préserve votre gamme distincte d'outils d'usinage. Il est automatisé pour permettre un changement rapide des outils d'usinage.

Exploitation d'un centre d'usinage vertical

Les centres d'usinage verticaux sont des machines relativement simples mais pour les faire fonctionner, il faut avoir un certain niveau de savoir-faire. Pour faire fonctionner votre VMC en douceur, respectez simplement les étapes suivantes.

• Préparation: Tout d’abord, vous devez préparer le terrain pour l’opération d’usinage. Cela devrait inclure le port d'un équipement de protection, la configuration de votre VMC et le chargement de l'outil d'usinage approprié.
• La programmation: Les VMC sont généralement programmées par CNC, ce qui signifie que vous devez créer un programme qui dicte le fonctionnement de votre machine. Votre programme doit stipuler, entre autres paramètres, votre vitesse et votre profondeur de coupe préférées.
• Usinage: Avant de commencer l’opération d’usinage, vérifiez votre programme chargé. Procédez ensuite à l’activation de la VMC depuis le panneau de commande. Cela lancera automatiquement l’exécution de l’opération d’usinage articulée dans votre programme.
• Achèvement: Une fois votre pièce bien traitée, arrêtez la machine et extrayez votre pièce. Inspectez son état pour vous assurer qu’il répond à vos exigences.

Sous-catégories de centres d'usinage verticaux

Les centres d'usinage verticaux présentent diverses caractéristiques, ce qui a permis de les classer en types distincts. Les types VMC courants que vous pouvez exploiter incluent :

• Centres d'usinage verticaux à châssis en C : Les VMC à cadre C peuvent être identifiés par leur orientation unique de colonne. Leur colonne ressemble à un cadre en forme de C, ce qui les rend assez rigides et donc adaptés à l'usinage de pièces lourdes.
• Centres d'usinage verticaux à colonnes mobiles : Ce type de centre d'usinage vertical est spécialisé dans le traitement de grandes pièces grâce à sa configuration de colonnes mobiles. Sa colonne peut manœuvrer le long de l'axe x permettant ainsi l'usinage d'objets énormes.
• Centres d'usinage verticaux 3 axes : Il s'agit du modèle de base VMC, caractérisé par le mouvement des axes qu'il prend en charge. Il est spécialisé pour exécuter des opérations simples bien que sa capacité à manipuler de gros morceaux soit limitée.
• Centres d'usinage verticaux 4 axes : La VMC 4 axes intègre un axe supplémentaire sous forme de plateau rotatif. Cela le rend parfait pour les opérations d’usinage assez complexes et les composants relativement volumineux.
• Centres d'usinage verticaux 5 axes : Cette unité avancée est considérée comme la quintessence des centres d’usinage contemporains. Il a la capacité d’usiner en toute transparence des pièces lourdes. Il complète les axes de base par deux axes supplémentaires (A et B).

Avantages de l'utilisation d'un centre d'usinage vertical

• Gain de place : Grâce à leur orientation verticale, ils occupent moins de place, ce qui les rend idéaux pour les applications avec un espace restreint.
• Excellente précision : Leur orientation unique les rend assez rigides, ce qui minimise les risques de déviation de l'outil et de mouvement de la pièce. Cela aboutit finalement à des opérations d’usinage précises.
• Rentable: Ils sont universellement considérés comme des centres d'usinage économiques. En effet, leur acquisition entraîne des frais comparativement moindres en raison de leur conception simple.
• Convivial: En plus d'être conçu simplement, vous pouvez également accéder facilement aux composants essentiels comme la table de travail. Cela vous facilite la configuration et l’exploitation de votre VMC.

Centres d'usinage horizontaux et centres d'usinage verticaux

Ces deux inventions d'usinage deviennent continuellement des systèmes d'usinage incontournables grâce à leur précision et leur fiabilité. Ils intègrent cependant des fonctionnalités distinctes, ce qui les rend idéaux pour différentes applications. Ce tableau résume leurs principales différences.

Fonctionnalité	Centre d'usinage horizontal	Centre d'usinage vertical
Alignement de la broche	Parallèle à la table de travail.	Perpendiculaire à la table de travail.
Profondeur de coupe	Permet d'obtenir des coupes plus profondes.	Permet d'obtenir des coupes plus courtes.
Précision d'usinage	Relativement moins précis.	Extrêmement précis.
Géométrie de l'outil	Utilise des outils courts mais robustes car ils manipulent des pièces lourdes.	Utilise des outils plus longs et minces, ce qui les rend très précis.
Taille de la pièce	Convient aux pièces plus grandes et plus résistantes.	Favorise les pièces comparativement plus petites et plus légères.
Faces usinables	Peut usiner de nombreuses faces mais peut nécessiter des configurations supplémentaires.	Peut facilement usiner plusieurs faces de votre pièce.
Coût	Sont relativement chers en raison de leur conception sophistiquée.	Leur conception simple se traduit par des prix plus bas.
Évacuation des copeaux	L’extraction des copeaux accumulés est relativement plus compliquée.	Les fragments accumulés sont facilement extraits grâce à la gravité.

Centres d'usinage verticaux Application commune

Les centres d'usinage verticaux sont réputés et vénérés pour leur excellente précision d'usinage. Cela en fait des machines indispensables pour les applications suivantes :

• Fabrication de dispositifs médicaux
• Usinage de pièces automobiles
• Fabrication de moules
• Usinage de composants aérospatiaux
• Fabrication de composants électroniques
• Fabrication de matrices
• Prototypage

Applications des centres d'usinage horizontaux

Les centres d'usinage horizontaux restent la solution d'usinage privilégiée pour les opérations d'usinage lourdes grâce à leurs outils d'usinage robustes. Ils sont largement exploités dans :

• Fabrication de composants lourds et volumineux : Par exemple, des pièces d’équipement de construction, des blocs moteurs et de grands moules.
• Usinage de géométries complexes : Les centres d'usinage horizontaux à 4 axes et 5 axes sont utilisés pour effectuer des opérations d'usinage complexes comme le filetage interne.
• Usinage à grande échelle : L’inclusion de palettes doubles les rend parfaites pour la production de composants en grand volume.
• Fabrication générale : Leur précision et leur haut niveau d’automatisation ont stimulé leur utilisation dans les industries manufacturières pour produire des prototypes et des produits de consommation.

Si vous vous interrogez encore sur le meilleur centre d'usinage choisir pour la fabrication de votre matériau, l'équipe Tsinfa CNC Equipment est là pour vous aider - envoyer des demandes maintenant.