Multi

Sep 11, 2023

Attention : aller au-delà de l'usinage standard à cinq axes avec de nouvelles configurations

Notre exploration de l’usinage multi-axes l’année dernière a porté sur diverses configurations allant bien au-delà de cinq axes, y compris les hybrides fraisage-tournage et additif-soustractif. Ces machines ont atteint leur nombre d'axes élevé en incorporant plusieurs tourelles à outils, ou plusieurs broches, ou des têtes additives sur des glissières, parfois en combinaison.

Un seul exemple inhabituel appliquait réellement le mouvement simultané de plus de cinq axes à une pièce individuelle, et c'était avec deux broches différentes. Cette année, nous allons rester simple : devriez-vous envisager un mouvement sur plus de cinq axes par rapport à une broche engageant une pièce ?

La réponse, comme c'est souvent le cas, se résume à la pièce, selon Jimmy Trusty, co-fondateur et directeur des opérations chez KRC Machine Tool Solutions à Independence, Kentucky. Le coût et la difficulté de réaliser toutes les coupes requises dans plusieurs configurations (éventuellement sur plusieurs machines) justifier un investissement dans une machine à sixième axe ? À ce jour, la plupart des entreprises ayant répondu par l’affirmative appartiennent à l’industrie aérospatiale, qui produit des pièces de grande taille, de grande valeur et aux tolérances strictes. Mais c'est un calcul changeant, car le coût des solutions à six axes diminue.

La clé, a expliqué Trusty, est le coût de la tête de coupe à deux axes. Une disposition typique à six axes comprend trois axes linéaires, une table rotative et une tête de coupe qui pivote sur deux axes. Pour les situations dans lesquelles vous souhaitez verrouiller la tête à un angle spécifique pour une coupe lourde, ces têtes à deux axes peuvent être équipées d'un accouplement Hirth ou d'un mécanisme de serrage hydraulique. Trusty a déclaré que les constructeurs à Taiwan, en Italie et ailleurs proposent désormais des têtes à deux axes pour seulement 20 000 dollars, contre 150 000 à 200 000 dollars courants dans les centres d'usinage haut de gamme.

Un constructeur de machines-outils ne pourrait probablement pas commercialiser une machine moins chère avec une tête à six chiffres, a noté Trusty. Mais une machine moins coûteuse dotée d’une tête à deux axes à un prix modeste a sa place. "À mesure que le coût de certaines machines diminue, (l'usinage à six axes) commence à être appliqué dans d'autres industries, généralement pour réduire la configuration", a déclaré Trusty. « Vous pouvez exécuter une pièce sur une seule machine au lieu de passer à deux ou trois machines. »

Trusty a précisé que ces têtes à moindre coût n'offrent pas la longévité ou le régime plus élevé des modèles plus chers, mais fonctionnent assez bien pour les machines plus petites et les tâches plus petites sur lesquelles elles sont appliquées. Les applications sur le marché secondaire de l’automobile en sont un exemple.

"Il y a toujours eu cinq axes dans l'automobile, mais c'était une table rotative à cinq axes", a déclaré Trusty. « Maintenant, vous voyez les machines à plateau rotatif horizontal et vertical avec une tête à deux axes, ainsi que les trois ou quatre axes linéaires... . Beaucoup de ces machines ne peuvent pas appliquer six ou sept axes simultanément, mais elles peuvent positionner la pièce avec deux axes rotatifs afin que les deux autres axes de la tête puissent atteindre la destination souhaitée, comme entrer dans une poche.

C'est un refrain fréquent dans l'usinage multi-axes : la plupart des machines à cinq axes ne coupent généralement pas avec une interpolation simultanée sur cinq axes. Au lieu de cela, deux axes arrivent à une position temporairement fixe, puis trois axes se déplacent dans la coupe. D’où la désignation « usinage 3+2 axes ».

De même, a noté Trusty, la plupart des machines à six axes ne déplacent pas tous les axes tout au long de la coupe, bien qu'il n'ait jamais entendu personne utiliser l'expression « usinage 3+3 ». Mais le 6ème axe « vous offre un tout nouveau groupe de capacités de positionnement », a déclaré Trusty. Et il existe effectivement des situations dans lesquelles vous ne pourriez pas réaliser la coupe requise autrement. Il existe même quelques cas dans lesquels une interpolation simultanée sur six axes peut être nécessaire, a-t-il raconté.

Prenez le centre d'usinage horizontal Helix à six axes de KRC. Pratiquement tout peut être personnalisé, tandis que la configuration standard offre une course transversale de 78" (1 980 mm) en X et de 147" (3 734 mm) en Y, avec une table de 72" (1 822 mm) de diamètre (axe B). La course verticale de l'axe Z est de 66" (1 676 mm) et elle porte une tête à deux axes qui tourne à 360° parallèlement à Z, et pivote de ±110° perpendiculairement à Z. La broche standard offre 46 ch (34 kW) et 12 000 tr/min avec une interface HSK100A, et vous pouvez obtenir jusqu'à 30 000 tr/min.