Centre d'usinage
Qu'est-ce qu'un centre d'usinage
Les centres d'usinage sont des équipements essentiels pour l'usinage de pièces et de composants métalliques, en plus de leur fonction première de fabrication de matrices. Par exemple, les centres d'usinage de l'industrie automobile sont utilisés pour le meulage et le perçage efficaces de pièces de moteur ainsi que pour la fabrication de matrices pour les composants de carrosserie. De nombreux autres produits couramment utilisés dans la vie quotidienne et dans les environnements industriels sont fabriqués dans des centres d'usinage. Les centres d'usinage disposent d'une fonction de changement d'outils automatique informatisée. En général, un opérateur doit changer les outils sur une machine-outil à commande numérique. Les centres d'usinage, cependant, disposent d'un bras de changement qui récupère et échange automatiquement les outils d'un magasin d'outils où les outils sont stockés pendant l'usinage des pièces.
Avantages du centre d'usinage
Précision
Ce sont des centres d'usinage qui offrent de très bonnes finitions contribuant ainsi à améliorer la précision du travail effectué.
Polyvalent
Ce sont des centres d'usinage polyvalents car ils sont capables d'effectuer diverses opérations d'usinage sur la pièce.
Grande vitesse
Ils se caractérisent par une vitesse de production élevée et peuvent effectuer automatiquement de nombreuses opérations sur la pièce.
automatique
Étant hautement automatisés, les centres d’usinage augmentent la productivité et nécessitent moins de main-d’œuvre, ce qui se traduit par d’importantes économies de coûts pour l’employeur.
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La fabrication de pièces métalliques comprend généralement le meulage de surfaces et de rainures en plus de l'utilisation de plusieurs méthodes d'usinage complexes telles que le perçage, l'alésage (agrandissement des trous) et le filetage. Traditionnellement, différents outils de coupe tels que des fraises, des fraises en bout, des forets, des outils d'alésage et des tarauds étaient utilisés de manière sélective pour ces processus d'usinage.
Avec l'apparition des tours à commande numérique, une fonction de changement d'outil manuel appelée tourelle a été développée, ce qui rend le changement de lame plus pratique. Les centres d'usinage poussent cette idée plus loin grâce aux échanges d'outils automatisés contrôlés par ordinateur. Les centres d'usinage peuvent effectuer en continu plusieurs types d'usinage en même temps sur différentes surfaces d'une pièce, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la production. Aujourd'hui encore, les centres d'usinage continuent de s'améliorer avec des progrès en matière de précision et de vitesse d'usinage d'année en année, ce qui en fait un élément fondamental du processus de fabrication. Visitez n'importe quelle usine de métallurgie pour voir un certain nombre de centres d'usinage fonctionner sans relâche, jour après jour. Seuls quelques opérateurs sur site sont nécessaires pour surveiller les machines.
1. Zone de la broche principale
La zone de la broche principale est chargée de maintenir les outils de coupe et de fournir la rotation nécessaire aux opérations d'usinage. Elle abrite les entraînements du moteur et la tête de broche, contribuant ainsi à la précision et à l'efficacité du processus. La zone de la broche joue un rôle essentiel dans l'obtention des finitions de surface et de la précision souhaitées sur les pièces.
2. Mécanisme d'alimentation conique
Le mécanisme d'avance conique est un élément essentiel du centre d'usinage qui permet le positionnement et le mouvement précis des outils de coupe. Il contrôle la profondeur et l'orientation des outils, garantissant des coupes lisses et précises. Ce mécanisme fonctionne en coordination avec le servomoteur, ce qui en fait un élément crucial pour déterminer la qualité du produit fini.
3. Système de changement d'outils automatique (ATC)
Le système de changement automatique d'outils (ATC) est une fonctionnalité révolutionnaire dans les centres d'usinage. Il permet des changements d'outils rapides et efficaces, réduisant ainsi les interventions manuelles et le temps de cycle. Le système ATC comprend un magasin d'outils dans lequel sont stockés différents outils de coupe, ce qui permet à la machine de passer d'un outil à l'autre en toute transparence. Cela améliore l'efficacité de la production et offre une polyvalence dans les opérations d'usinage.
4. Magasin d'outils
Le magasin d'outils fait partie intégrante du système ATC. Il stocke divers outils de coupe tels que des fraises, des forets et bien plus encore, offrant ainsi un référentiel central pour les outils nécessaires au processus d'usinage. Le magasin d'outils garantit que le bon outil est sélectionné et placé dans la broche, facilitant ainsi les changements rapides et les opérations continues.
5. Système de changement automatique de palettes (APC)
Conçu pour augmenter le rendement et minimiser les temps d'arrêt, le système de changement automatique de palettes (APC) automatise le chargement et le déchargement des pièces. Le système APC se compose de plusieurs palettes qui peuvent être préchargées avec de la matière première, ce qui permet un usinage ininterrompu. Cette automatisation améliore considérablement l'efficacité de la production, réduisant la manutention manuelle et les erreurs.
6. Système de gestion des copeaux et du liquide de refroidissement
Les processus d'usinage génèrent des copeaux et nécessitent un refroidissement pour maintenir la durée de vie de l'outil et la qualité des pièces. Le système de gestion des copeaux et du liquide de refroidissement gère ces aspects, en collectant les copeaux via des convoyeurs à copeaux et en fournissant le liquide de refroidissement nécessaire à la zone de coupe. Ce système garantit un environnement de travail propre et efficace, contribuant à la longévité et aux performances de la machine.
7. Détecteurs de surcharge et d'usure
Les centres d'usinage sont équipés de dispositifs de protection contre les surcharges et de détecteurs d'usure pour surveiller l'usure des outils et les performances de la machine. Ces capteurs détectent les conditions anormales, telles que la rupture d'un outil ou une charge excessive, et fournissent des alertes pour éviter tout dommage potentiel. Ces fonctionnalités ajoutent une couche de sécurité et de fiabilité, garantissant une qualité constante et minimisant les temps d'arrêt imprévus.
8. Mécanisme de fonctionnement automatique de la porte
Les centres d'usinage modernes sont souvent équipés d'un mécanisme de commande de porte automatique qui permet un accès facile à la zone de travail. Cette fonction ajoute confort et sécurité, permettant aux opérateurs de charger et de décharger les pièces sans effort, sans avoir à ouvrir et fermer manuellement de lourdes portes.
Axe X
Contrôle le mouvement gauche et droit de l'outil ou de la table de travail.
Axe Y
Régit le mouvement avant et arrière de l'outil ou de la table de travail.
Axe z
Gère le mouvement de haut en bas de l'outil ou de la table de travail.
Axe A
Contrôle la rotation autour de l'axe X.
Axe B
Gère la rotation autour de l'axe Y.
Axe C
Responsable de la rotation autour de l'axe Z. Ensemble, ces axes offrent un contrôle complet sur la position, l'orientation et le mouvement de l'outil de coupe, permettant des processus d'usinage complexes et précis.
Quels sont les différents types de centres d’usinage ?
Centre d'usinage horizontal (hmc)
Un centre d'usinage horizontal (hmc) est défini par l'orientation horizontale de la broche. Dotées d'une rigidité puissante et d'une construction robuste, ces machines sont conçues pour la manutention de pièces lourdes. Un hmc comprend généralement un système de changeur automatique de palettes (apc) avec six à huit palettes, ce qui permet un travail continu sur différentes pièces sans intervention manuelle. Conçus pour la production à grande échelle, les hmc sont connus pour leurs taux d'enlèvement de matière (mrr) élevés. Leur configuration horizontale permet un usinage efficace jusqu'à 4 surfaces sans réorienter la pièce. Les copeaux métalliques tombent de la pièce, empêchant l'accumulation et améliorant l'adéquation pour des opérations telles que l'alésage.
Centre d'usinage vertical (vmc)
Un centre d'usinage vertical (VMC) se caractérise par une broche alignée verticalement, offrant accessibilité et adaptabilité. Ces centres incluent généralement des systèmes ATC et APC mais avec une conception plus compacte, ce qui les rend adaptés aux petits espaces ou aux utilisateurs individuels. L'alignement vertical de la broche signifie que des copeaux de métal peuvent s'accumuler à la surface de la pièce et doivent être éliminés. Avec des options allant des modèles à axe 3-à axe 4-, les VMC peuvent accéder aux pièces sous différents angles sans réglage manuel.
Centre d'usinage universel (UMC)
Un centre d'usinage universel (UMC) se distingue par sa capacité à orienter la broche horizontalement et verticalement. Englobant souvent des systèmes à axes 5-ou plus, les UMC peuvent accéder à une pièce de plusieurs côtés dans une seule configuration, ce qui permet des processus d'usinage complexes. Un UMC à axes 5-, par exemple, déplace l'outil de coupe le long des axes linéaires x, y et z tout en tournant sur les axes a et b. Cela se traduit par une précision exceptionnelle lors de la fabrication de composants tels que des pièces aérospatiales ou des moules complexes. En utilisant des outils de coupe plus courts avec des plages de vitesse étendues, les UMC minimisent les vibrations et augmentent l'efficacité de la production, tout en réduisant les temps de cycle.
Quelles sont les opérations typiques effectuées sur un centre d’usinage ?
Fraisage
Le fraisage consiste à retirer de la matière pour façonner la pièce à l'aide de fraises rotatives. Il peut être utilisé pour produire une grande variété de formes et de caractéristiques complexes, telles que des fentes, des poches et même des contours de surface complexes, ce qui en fait l'une des opérations d'usinage les plus polyvalentes.
Forage
Le perçage est le processus de création de trous dans la pièce. Il est effectué à l'aide d'un outil de coupe rotatif, généralement un foret, qui se déplace le long de l'axe du trou. Les forets sont disponibles en différentes tailles et types, permettant une gamme de diamètres et de profondeurs de trou.
Ennuyeux
L'alésage permet d'agrandir des trous existants avec une grande précision. Contrairement au perçage, qui crée un trou, l'alésage permet d'ajuster le diamètre selon des tolérances précises. L'alésage peut également être utilisé pour corriger tout désalignement du trou, garantissant ainsi qu'il soit parfaitement cylindrique.
Tapotement
Le taraudage consiste à couper des filets à l'intérieur d'un trou, ce qui permet d'ouvrir un passage pour les vis ou autres objets filetés. Le processus utilise un outil spécialisé appelé taraud qui est fileté d'une manière correspondant au modèle de filetage souhaité. Il est essentiel pour les applications nécessitant la fixation sécurisée des composants.
Affûtage
Le meulage permet d'obtenir des finitions de surface soignées grâce à l'utilisation d'une meule abrasive. Contrairement au fraisage ou au tournage, le meulage enlève de la matière très lentement et en petites quantités, ce qui permet un contrôle extrêmement précis de la forme et de la finition de la surface. Il est souvent utilisé pour la finition de pièces qui nécessitent des surfaces lisses ou des tolérances serrées.
Alésage
L'alésage permet d'affiner la taille des trous percés, offrant un degré de précision supérieur à celui du perçage seul. Un alésoir, qui est un outil spécialisé doté de bords tranchants, est utilisé pour agrandir légèrement le trou et améliorer sa finition et son alignement. L'alésage garantit que les trous sont de taille exacte et parfaitement ronds.
1. Industrie automobile
Dans le secteur automobile, les centres d'usinage sont essentiels pour produire une large gamme de pièces, notamment des composants de moteur, des boîtes de vitesses, des châssis, des systèmes de freinage et des cadres. Ils permettent la fabrication efficace de pièces complexes, contribuant ainsi aux progrès en matière d'efficacité énergétique, de performances et de sécurité.
2. Industrie aérospatiale
L'industrie aéronautique s'appuie fortement sur les centres d'usinage pour la fabrication de pièces complexes et de haute précision. Il s'agit notamment des pales de turbine, des composants de fuselage, des trains d'atterrissage et des boîtiers d'avionique. L'utilisation de technologies d'usinage avancées garantit le respect de normes et de réglementations de qualité strictes dans ce domaine critique pour la sécurité.
3. Industrie médicale
Les centres d'usinage du secteur médical sont indispensables à la fabrication de divers appareils et équipements. Des instruments chirurgicaux aux prothèses et implants, la haute précision offerte par ces centres garantit la sécurité des patients et l'efficacité des traitements médicaux.
4. Industrie pétrolière et gazière
Le secteur du pétrole et du gaz utilise des centres d'usinage pour créer divers composants essentiels aux activités d'exploration, de forage et de production. Cela comprend la fabrication de corps de vannes, d'outils de forage, de pièces de pompe et de systèmes de colonnes montantes, tous conçus pour résister à des conditions environnementales extrêmes.
5. Industrie électronique
Les centres d'usinage jouent un rôle crucial dans l'industrie électronique pour la fabrication de pièces utilisées dans les appareils électroniques. Cela implique la fabrication de précision de connecteurs, de boîtiers, de dissipateurs thermiques et de composants semi-conducteurs. Ces pièces sont fondamentales pour divers produits tels que les smartphones, les ordinateurs et autres appareils électroniques grand public.
6. Industrie maritime
Dans l'industrie maritime, les centres d'usinage sont utilisés pour produire des composants pour les navires, les sous-marins et les plates-formes offshore. Cela comprend les hélices, les pièces de moteur, les systèmes hydrauliques et les éléments structurels. La robustesse et la précision des centres d'usinage garantissent la durabilité et les performances des navires.
7. Industrie de l'énergie
Le secteur de l'énergie utilise des centres d'usinage pour la fabrication de composants destinés aux systèmes d'énergie renouvelable et aux centrales électriques traditionnelles. Les pales d'éoliennes, les châssis de panneaux solaires, les composants de turbines hydroélectriques et les pièces de réacteurs nucléaires sont des exemples d'applications qui nécessitent un usinage de précision.
8. Industrie de la construction
Les centres d'usinage sont utilisés dans le secteur de la construction pour fabriquer des composants d'équipements lourds et des éléments structurels. Cela implique la création d'engrenages, de joints, de roulements et d'autres pièces essentielles pour les machines telles que les grues, les excavatrices et les bulldozers.
Les centres d'usinage doivent répondre à certaines spécifications techniques pour pouvoir effectuer correctement les opérations. Ils doivent non seulement disposer des outils spécifiques et suivre les programmes nécessaires, mais leur construction doit répondre à une série d'exigences. Par exemple, le matériau pour la fabrication du support de ces centres doit être très résistant. Ainsi, la fonte, la fonte grise, l'acier forgé ou le béton polymère sont utilisés dans la préparation des supports et du banc. L'une des causes pour lesquelles les machines-outils peuvent tomber en panne est liée à la dilatation thermique, car les sources de température sont externes et internes. Les centres d'usinage doivent disposer de matériaux, d'éléments et de mécanismes permettant de maintenir la température optimale pour les opérations d'usinage, comme l'utilisation d'un fluide de coupe permettant de refroidir la zone d'usinage.
Les centres d'usinage sont de grands ordinateurs capables de transformer la conception d'une pièce réalisée par ordinateur en réalité. Comme vous le savez déjà, le langage CNC fonctionne parce qu'une conception préalable de la pièce est réalisée à l'aide de logiciels informatiques (CAO et FAO). Ceux-ci permettent de concevoir la pièce puis de traduire cette conception dans le langage CNC de la machine. Pour réaliser ces processus, un centre d'usinage doit disposer de certains composants informatiques. Par exemple, disposer d'une unité centrale de traitement (CPU), de périphériques d'entrée et de sortie, d'unités de stockage de données et d'unité de liaison PLC. Le CPU est l'une des parties les plus importantes de ces machines, car il calcule la position des axes, les déplacements et les programmes de fonctionnement des équipements. Les informations parviennent au CPU grâce aux périphériques d'entrée, tels que les règles optiques, la connexion avec l'ordinateur ou le clavier. Les périphériques de sortie, quant à eux, permettent de recevoir les informations fournies par le CPU. Le moniteur de la machine est l'un de ces périphériques de sortie. Lorsque les données ont été traitées dans le CPU, c'est lorsque les informations sont transmises aux différentes parties de la machine ; cela permet d'exécuter le programme déterminé sur la pièce. Ce transfert de données ne se fait pas à l'aide du CPU, mais du PLC.
Notre usine
Dalian Polyfull Intelligence Technology Co., Ltd. est une entreprise professionnelle de fabrication de machines-outils, les principaux produits comprennent des tours, des fraiseuses, des rectifieuses, etc., et selon les besoins des clients, nous pouvons également concevoir et fabriquer diverses machines à usage spécial, pour fournir des services de mise à niveau et de transformation technologiques relatifs dans le domaine des machines-outils. En attendant, nous sommes une entreprise qui produit des robots automatisés. Nous pouvons concevoir, développer, installer, tester, déboguer un robot industriel, ses unités et ses accessoires associés, y compris le dispositif de transmission de montage, le dispositif de positionnement et le système de contrôle. Nous pouvons fournir un robot de soudage, un robot de tranchage, un robot de peinture, un robot d'assemblage, un robot de brunissage, un robot de manutention, un robot d'inspection, un robot de soudage à l'arc, etc. Nous avons fourni de nombreuses références pour l'industrie de l'automatisation en Chine.
FAQ
Nous sommes des fabricants et fournisseurs professionnels de centres d'usinage en Chine. N'hésitez pas à acheter ici un centre d'usinage de haute qualité et à obtenir un devis de notre usine. Pour un service personnalisé, contactez-nous dès maintenant.
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