Centre d'usinage horizontal – Le guide ultime

Parmi les machines CNC les plus courantes figure le centre d’usinage horizontal. Il s’agit d’une technologie avancée permettant divers processus d’usinage.

Dans ce guide, nous explorerons tous les aspects fondamentaux du centre d'usinage CNC horizontal. Des avantages, de la classification, du principe de fonctionnement aux applications, entre autres aspects critiques.

Allons-y directement.

Qu'est-ce qu'un centre d'usinage horizontal (HMC)

Un centre d'usinage horizontal permet d'effectuer diverses opérations d'usinage dans des environnements de fabrication similaires à un centre d'usinage vertical. Cependant, la configuration des outils est différente dans la mesure où elle est parallèle au sol.

Avantages des centres d'usinage horizontaux

En utilisant un centre d'usinage horizontal pour vos travaux de fabrication, vous pouvez réaliser plusieurs opérations de fraisage ainsi que de nombreux autres avantages :

1. Ce type de centres d'usinage est efficace pour éliminer les copeaux grâce à l'assistance par gravité. Vous constatez que cela est dû à l'orientation horizontale qui réduit l'accumulation de copeaux qui pourraient autrement endommager l'outil et la pièce à usiner.
2. Avec une seule configuration, vous constatez qu'un centre d'usinage horizontal peut effectuer des opérations d'usinage sur plusieurs faces d'une pièce. Ainsi, vous pouvez réduire considérablement les temps de production des pièces et prendre en charge une production en grand volume.
3. Comme vous pouvez réaliser une large gamme d'opérations d'usinage, même sur des géométries complexes, ce type de centre d'usinage est très flexible. Vous pouvez donc mettre en œuvre cette machine là où une production de pièces en grand volume et diversifiée est nécessaire.
4. La capacité d'un centre d'usinage horizontal à contenir de nombreux outils vous permet de basculer automatiquement entre différentes opérations d'usinage de manière transparente. L'intervention manuelle réduite rend ces machines très polyvalentes, vous permettant de produire une variété de pièces dans des délais plus courts.
5. L'efficacité et la capacité d'automatisation que vous tirez des HMC réduisent le besoin de main-d'œuvre qualifiée, réduisant ainsi les coûts globaux. De plus, leurs temps de configuration réduits et leur productivité élevée rendent ces types de machines rentables pour la production à grande échelle.

Structure et composants du centre d'usinage horizontal

Pièce technologique moderne, le centre d'usinage horizontal présente plusieurs évolutions distinctives. Ceux-ci permettent aux centres d’usinage de fonctionner avec une efficacité et une précision élevées. Ses principales pièces et composants comprennent :

• Cadre: Composé d'une base et d'une colonne, le châssis d'un centre d'usinage horizontal supporte l'ensemble de la machine. Le châssis du centre d'usinage horizontal est réalisé dans un matériau rigide capable d'absorber les vibrations pendant le fonctionnement.
• CNC : En tant que force motrice d'un centre d'usinage horizontal, vous trouvez le Système CNC interprète et exécute les conceptions d’usinage. Le système CNC est à l'origine du fonctionnement automatique de la broche et du changement d'outil.
• Broche: La broche est logée dans une tête et maintient l'outil de coupe lors du fonctionnement. La broche peut tourner et dans un centre d’usinage horizontal, elle monte et descend.
• Table de travail: La table de travail est l'endroit où vous placez la pièce pendant le fonctionnement. Vous pouvez trouver des tables de travail rotatives vous permettant de tourner la pièce pour un usinage sur plusieurs faces.
• Magasin d'outils : Vous utilisez un magasin d'outils pour le stockage des outils dans votre centre d'usinage horizontal. Un magasin d'outils vous permet d'accéder facilement à différents outils pendant les opérations.
• Panneau de contrôle: Grâce à un panneau de commande, vous pouvez interagir avec les paramètres du centre d'usinage horizontal. Vous pouvez saisir des commandes et définir des paramètres tout en surveillant le processus d'usinage.

Principe de fonctionnement d'un centre d'usinage horizontal

Le fonctionnement d'un centre d'usinage horizontal s'articule autour de l'enlèvement de matière d'une pièce pour obtenir la forme souhaitée. Le processus d'usinage est contrôlé par CNC et peut être résumé ainsi :

• Vous montez la pièce sur la table de travail à partir de laquelle elle sera travaillée par la machine. Vous pouvez utiliser une table rotative pour permettre la rotation de la pièce.
• Ensuite, vous chargez le programme CNC dans la machine. Le programme contient des instructions pour le processus d'usinage.
• Chargez les outils nécessaires au processus d'usinage dans le magasin d'outils. Lorsque vous démarrez la machine, le système CNC sélectionne l'outil de fonctionnement approprié.
• Le centre d'usinage horizontal enlève la matière de la pièce selon les instructions du programme CNC via une broche rotative. Le processus est très précis et reproductible.
• Appliquez un liquide de refroidissement sur la zone de coupe pour la lubrification, afin de réduire l'échauffement et d'éliminer les copeaux.
• Vous observez le mouvement de la broche et de la table de travail selon des axes définis pour réaliser des opérations d'usinage précises et complexes. Cette machine fonctionne selon les axes linéaires (X, Y, Z) et les axes de rotation (A et B).

Processus d'usinage exécutés par un centre d'usinage horizontal

Vous pouvez entreprendre plusieurs processus d'usinage dans un centre d'usinage horizontal. Certains de ces processus comprennent :

• Forage: Ici, vous utilisez un foret pour créer des trous de différentes formes dans une pièce. Il peut s'agir d'un perçage central, d'un perçage par points ou d'un perçage profond.
• Fraisage : Au cours de ce processus, l'outil de coupe tourne autour de la pièce en la façonnant selon les besoins. Il existe différents types d'opérations de fraisage que vous pouvez effectuer, telles que le surfaçage, le fraisage de brames ou le fraisage en bout.
• Tapotement: Avec cette méthode, vous coupez des filetages internes dans un trou percé. Un robinet tourne en avançant dans le trou.
• Ennuyeux: Lors de l'alésage, vous agrandissez un trou préexistant à l'aide d'une tête d'alésage ou d'un outil de coupe monopoint.
• Alésage : Ce processus de finition vous permet d'agrandir et de lisser la surface intérieure d'un trou avec une grande précision.
• Profilage : Vous permet de créer des formes et des contours complexes sur les bords de la pièce.

Types de centres d'usinage horizontaux

Les centres d'usinage horizontaux sont disponibles dans différentes configurations vous permettant de répondre à différents besoins et applications d'usinage. Vous trouvez diverses bases de classification, notamment la taille et les axes de fonctionnement.

• Petit, Moyen et Grand : Cette classification basée sur la taille définit les tailles de vos composants tout en influençant votre volume de production. Vous pouvez utiliser des centres d'usinage de petite et moyenne taille pour des composants compacts de faible volume. Pour les pièces volumineuses et plus lourdes, les grands centres d’usinage sont idéaux.
• HMC 3 axes : Vous pouvez faire fonctionner ces machines le long des trois axes linéaires : X, Y et Z, utiles pour les tâches d'usinage traditionnelles.
• HMC 4 axes : Ces machines vous permettent un axe de fonctionnement supplémentaire aux côtés des trois axes linéaires généralement rotatifs (A ou B).
• HMC 5 axes : Une machine de cette capacité vous offrira une plus grande portée d’usinage en se déplaçant dans tous les axes linéaires et de rotation principaux.

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection d'une console HMC

Lorsque vous contactez un fabricant ou un distributeur de centres d'usinage horizontaux, vous devez prendre en compte les facteurs essentiels à vos besoins de production. Certains d'entre eux incluent :

• Puisqu'il existe des broches avec différentes vitesses nominales, choisissez-en une qui correspond à vos exigences en matière de matériaux et de production. Des matériaux plus résistants nécessiteront que vous utilisiez des vitesses et une puissance de broche plus élevées.
• Lorsque vos conceptions incluent plusieurs opérations avec des outils spécialisés, un magasin d’outils plus grand est avantageux. Avec cela, vous pourrez facilement réaliser vos opérations de manière adéquate.
• Lors de la fabrication de composants et de pièces de grande taille, le centre d'usinage horizontal que vous sélectionnez doit être capable de traiter de grandes pièces.
• Bien que ces machines soient contrôlées par CNC, le niveau d’automatisation diffère d’une machine à l’autre. Lorsque vous prévoyez de gros volumes de production, optez pour des machines entièrement automatisées pour augmenter les vitesses de production des tournées.
• Comme tout autre investissement en capital, le coût est essentiel. Assurez-vous de ne pas dépasser votre budget tout en gardant à l’esprit les coûts opérationnels.

Maintenance d'un centre d'usinage horizontal

Il est important que vous entrepreniez la maintenance de votre centre d’usinage horizontal pour garantir la longévité des performances. Cela vous permettra d’exploiter au maximum votre investissement tout au long de sa durée de vie utile. Certaines mesures de maintenance efficaces sont décrites ci-dessous :

• Vérifiez l'huile de lubrification de la broche et inspectez le niveau de liquide de refroidissement en remplissant lorsqu'il est inférieur aux niveaux attendus.
• Effectuer un contrôle d'usure de toutes les pièces mobiles en les remplaçant si nécessaire.
• Vérifiez l'alignement de la machine, en recalibrant si nécessaire pour maintenir la précision.
• Inspectez les niveaux de liquide hydraulique, les filtres et les conduites pour déceler des fuites ou des dommages aux vis à billes de lubrification et aux guides linéaires pour un fonctionnement fluide.
• Effectuez régulièrement une analyse des vibrations pour détecter les premiers signes d’usure ou de défaillance de la broche, des roulements et d’autres composants rotatifs.

Applications des centres d'usinage horizontaux

La polyvalence des centres d’usinage à orientation horizontale les rend indispensables dans un large éventail d’industries. Vous pouvez utiliser ces machines dans les industries suivantes avec une efficacité et un succès élevés :

• Dans l'industrie automobile, ces machines sont essentielles à l'usinage de composants de moteurs tels que les blocs-cylindres et les systèmes de transmission.
• Les gros composants structurels des avions, tels que les longerons d'aile, les cadres de fuselage et les trains d'atterrissage, sont usinés à l'aide de centres d'usinage horizontaux.
• Dans l’industrie médicale, on trouve des centres d’usinage horizontaux utilisés pour fabriquer du matériel d’examen et des implants orthopédiques.
• Les systèmes d'armes tels que les missiles, les armes à feu et les véhicules blindés de l'industrie de la défense sont usinés par des centres d'usinage horizontaux.
• Vous trouvez l’utilisation de ces centres d’usinage dans la fabrication d’équipements pour l’industrie lourde et minière comme des générateurs et des appareils de forage.
• La fabrication de pièces et de composants industriels est facilitée par des centres d'usinage horizontaux que vous trouvez utilisés dans la fabrication de moules.

Conclusion

Vous bénéficiez de nombreux avantages en intégrant des centres d’usinage horizontaux dans vos opérations d’usinage. Ainsi, investir dans cet équipement permet d’optimiser votre production tout en améliorant la qualité, renforçant ainsi votre avantage concurrentiel.

Davantage de ressources:

Centre d'usinage CNC horizontal ou vertical – Source : TSINFA

Fraiseuse CNC horizontale – Source : TSINFA