Services d'usinage CNC 4 axes

Les pièces présentant des caractéristiques angulaires, des détails sur plusieurs faces ou des motifs radiaux sont difficiles à réaliser avec l'usinage 3 axes traditionnel. Vous devez effectuer plusieurs réglages manuels, ce qui réduit le temps de travail, introduit des erreurs de positionnement et augmente les tolérances jusqu'à ce que votre précision dimensionnelle soit réduite à néant.

Chez Yijin Hardware, notre système à 4 axes Usinage CNC corrige tout cela en ajoutant une capacité de rotation (l'axe A) aux mouvements X, Y et Z standard, ce qui nous permet d'usiner toutes les faces de votre pièce en un seul réglage, en respectant des tolérances aussi étroites que ±0,015 mm sur les alliages d'aluminium.

Principaux enseignements

• La CNC 4 axes ajoute la rotation de l'axe A autour de l'axe X aux trois axes linéaires (X/Y/Z), ce qui permet un accès à la pièce à 360° sans repositionnement.
• Permet d'obtenir une tolérance de ±0,015 mm sur l'aluminium, ±0,020 mm sur l'acier, avec une norme de finition de surface Ra 0,4 μm.
• Élimine les réglages multiples nécessaires à l'usinage multilatéral sur 3 axes, réduisant ainsi les erreurs de positionnement et l'empilement des tolérances.
• L'usine certifiée ISO 9001 et IATF 16949 sert des applications aérospatiales, automobiles, médicales et industrielles.
• Les capacités de continuité et d'indexation permettent de tout traiter, des simples caractéristiques de rotation aux formes 3D très complexes.

Qu'est-ce que l'usinage CNC 4 axes ?

Une machine CNC à 4 axes fonctionne sur quatre axes : trois axes linéaires (X, Y, Z) et un axe rotatif (axe A) qui tourne autour de l'axe X. Ce type d'usinage permet une rotation à 360° de la pièce. Ce type d'usinage permet une rotation de la pièce à 360°, ce qui permet aux outils de coupe d'accéder à plusieurs faces de la pièce sans repositionnement manuel. L'axe supplémentaire permet de créer des pièces complexes, ce qui est impossible avec les machines à 3 axes (mouvement linéaire uniquement) et diffère des machines à 5 axes (qui ajoutent l'axe B et la rotation de l'axe C).

Selon le PMC, L'optimisation des vitesses d'avance dans l'usinage à 4 axes réduit la force exercée sur les outils de près de 30%, ce qui permet aux outils de durer plus longtemps et d'améliorer la qualité, même si la coupe prend un peu plus de temps.

Composants de base et technologie CNC

Le système comprend une broche CNC qui maintient l'outil de coupe, une table rotative ou un dispositif de fixation de la pierre tombale qui supporte les composants, et une unité de commande qui exécute le logiciel de FAO. Nous utilisons des programmes de FAO tels que Mastercam, Fusion 360 et SolidWorks CAM pour générer des instructions de code G. Ces programmes coordonnent les mouvements simultanés sur les quatre axes différents avec une précision mesurée en millièmes. Ces programmes coordonnent les mouvements simultanés sur les quatre axes différents avec une précision mesurée en millièmes de millimètres, ce qui permet aux opérateurs de contrôler totalement le processus d'usinage.

Comment fonctionne l'usinage CNC à 4 axes ?

L'usinage CNC à 4 axes fonctionne grâce à un mouvement coordonné où l'axe rotatif fait tourner la pièce tandis que la broche se déplace le long des axes X, Y et Z tout en tournant simultanément pour couper le matériau. Le système positionne les pièces à des angles précis, soit en s'arrêtant à des positions fixes (mode indexation), soit en tournant continuellement pendant la coupe. Des programmes en code G contrôlent ces mouvements synchronisés, la trajectoire de l'outil étant optimisée pour un enlèvement de matière efficace.

Le processus de fabrication

Programmation de la CAO à la FAO Les ingénieurs créent dessins et modèles et des modèles 3D qui se convertissent en formats tels que STEP ou IGES. Le logiciel de FAO génère des parcours d'outils calculant les angles des axes de rotation coordonnés avec les mouvements linéaires, optimisant ainsi les vitesses de coupe et les vitesses d'avance.

Configuration et exécution de la machine : Nous montons les composants sur des tables rotatives ou des montages à base de pierre tombale capables de contenir des pièces jusqu'à 762×500×508 mm. L'outil de coupe s'approche de la pièce sous plusieurs angles au fur et à mesure de la rotation. Les machines continues tournent pendant la coupe pour les profils de came et les caractéristiques hélicoïdales, tandis que les machines indexées se bloquent à des angles spécifiques entre les coupes.

Vérification de la qualité L'inspection CMM (machine à mesurer tridimensionnelle) permet de vérifier les dimensions critiques. Nous mettons en œuvre le contrôle statistique des processus (CSP) pour les cycles de production, en documentant les mesures qui confirment le respect des tolérances conformément aux normes ISO 9001:2015.

Pourquoi l'usinage 4 axes est-il meilleur que l'usinage 3 axes ?

La différence entre les machines 3 axes et 4 axes réside dans l'axe rotatif supplémentaire qui permet de regrouper plusieurs opérations en un seul réglage. Cette configuration de machine à axe élimine le temps de repositionnement et évite les erreurs d'empilage de tolérances. Les pièces comportant des caractéristiques sur les quatre côtés sont achevées plus rapidement car toutes les opérations sont effectuées à partir d'une référence unique, ce qui permet de gagner de 15 à 30 minutes par réglage éliminé.

Avantages en termes de précision et de capacité

• Aluminium Alliages (6061-T6, 7075-T6) : Tolérance de ±0,015 mm
• Acier inoxydable (304, 316, 17-4PH) : Tolérance de ±0,020 mm
• Titane (Ti-6Al-4V) : Tolérance de ±0,018 mm
• Finition de la surface: Ra 0,4 μm standard

L'axe supplémentaire permet d'usiner des géométries impossibles à réaliser avec trois axes :

• Trous angulaires dans n'importe quelle orientation au-delà des plans perpendiculaires
• Caractéristiques hélicoïdales telles que les cannelures en spirale nécessitant une rotation continue
• Lobes de cames à profils continuellement changeants
• Pièces à faces multiples avec des relations angulaires précises
• Contre-dépouilles accessibles uniquement à partir d'angles d'approche spécifiques de l'outil

Quelles sont les pièces qui nécessitent un usinage CNC 4 axes ?

L'usinage multi-axes devient essentiel pour les composants présentant des caractéristiques angulaires non perpendiculaires aux plans primaires, les pièces cylindriques présentant des caractéristiques radiales et les boîtiers présentant des caractéristiques sur trois faces ou plus. Cette capacité d'usinage avancée ouvre de nouvelles possibilités pour la production d'aubes de turbine, d'arbres à cames, d'instruments chirurgicaux et de supports complexes qui nécessiteraient des montages coûteux sur des machines CNC à axe simple.

• Aérospatiale Composants : Aubes de turbines, roues, supports structurels en titane Ti-6Al-4V et en aluminium 7075-T6
• Automobile Pièces détachées : Boîtiers de transmission, composants de moteur nécessitant une certification IATF 16949
• Médical Appareils : Instruments chirurgicaux, implants orthopédiques en acier inoxydable 316L biocompatible avec traçabilité ISO 13485
• Équipement industriel : Corps de vanne, composants de pompe en alliages résistants à la corrosion

Quels sont les matériaux compatibles avec l'usinage CNC 4 axes ?

Ce type d'usinage s'applique à des métaux tels que les alliages d'aluminium (6061-T6, 7075-T6, 2024, 5052), les aciers inoxydables (304, 316, 17-4PH), les qualités de titane (Ti-6Al-4V, commercialement pur), laiton C360, cuivre C110, et outil aciers (4140, 4340, A2, D2). Plastiques techniques comme le Delrin, PEEK, Nylon, PTFE, et polycarbonate également la machine avec succès.

Nous fournissons des certifications de matériaux, y compris des rapports de test d'usine (MTR), des certificats de conformité et un approvisionnement conforme aux normes DFARS répondant aux normes ASTM.

Comment garantir la qualité de l'usinage 4 axes ?

Nous garantissons la qualité grâce à des systèmes de gestion de la qualité certifiés ISO 9001:2015 et à la certification automobile IATF 16949. Chaque pièce fait l'objet d'une inspection CMM qui vérifie les dimensions critiques à ±0,015 mm. Le contrôle statistique des processus (CSP) surveille les cycles de production, en suivant les mesures qui identifient les dérives dimensionnelles avant que les pièces ne sortent des limites de tolérance.

Nos machinistes sont titulaires de certifications NIMS (National Institute for Metalworking Skills) validant leurs compétences pratiques en matière de configuration, de programmation et d'exploitation de machines à commande numérique. Ces qualifications reconnues par l'industrie garantissent une qualité constante dans toutes les équipes, conformément aux exigences des normes aérospatiales AS9100 et des spécifications des appareils médicaux ISO 13485.

Quelle est la différence entre l'indexation et le 4 axes continu ?

L'usinage 4 axes indexé tourne à des positions angulaires fixes (0°, 90°, 180°, 270°), verrouille la position, puis usine les caractéristiques avant de tourner à l'index suivant. L'usinage 4 axes continu, où les deux axes (un linéaire, un rotatif) ou plus fonctionnent indépendamment, tourne en douceur pendant les opérations de coupe, l'axe de rotation se coordonnant avec les mouvements X/Y/Z pour créer des caractéristiques hélicoïdales et des contours sculptés.

Applications d'indexation : Supports multi-faces, pièces cylindriques à trous radiaux, boîtiers rectangulaires avec poches de chaque côté

Applications continues : Lobes de came, dents d'engrenage hélicoïdales, pales de roue à aubes aux contours tordus, tout élément où la rotation dans l'axe B ou l'axe A doit se produire pendant la coupe.

Le monde de l'usinage CNC montre qu'environ 70% des pièces nécessitant des capacités supérieures à 3 axes fonctionnent en mode indexation, ce qui simplifie la programmation FAO.

Prêt à démarrer votre projet d'usinage CNC 4 axes ?

Chez Yijin Hardware, nous combinons des systèmes de qualité certifiés ISO 9001 et IATF 16949 avec une technologie CNC 4 axes avancée pour fournir des pièces de précision répondant aux normes de l'aérospatiale, de l'automobile et des appareils médicaux. Notre équipe d'ingénieurs expérimentés propose une analyse gratuite de la conception pour la fabrication, identifiant les possibilités d'optimiser vos conceptions pour une production efficace avec des tolérances allant jusqu'à ±0,015 mm.

Que vous ayez besoin de développer des prototypes ou de produire des séries complètes, nos capacités d'usinage à 4 axes vous permettent d'obtenir la complexité géométrique et la précision dimensionnelle que vos applications exigent. Contactez notre équipe d'ingénieurs dès aujourd'hui pour discuter des exigences de votre projet et recevoir un devis détaillé.

FAQ sur l'usinage CNC 4 axes

Quelle est la différence entre les machines CNC à 3 et 4 axes ?

Une machine à 3 axes déplace les outils de coupe le long de trois axes linéaires (X, Y, Z) uniquement, tandis qu'une machine à 4 axes ajoute une capacité de rotation qui fait tourner les pièces à usiner pour un accès sur plusieurs faces. Cette différence fondamentale signifie que la machine 3 axes nécessite un repositionnement manuel de la pièce pour usiner des caractéristiques sur plusieurs faces, ce qui prend de 15 à 30 minutes par changement de configuration. Chaque repositionnement introduit un risque d'empilement des tolérances, alors que la machine 4 axes maintient un seul point de référence tout au long de la production.

Quelle est la différence entre les machines CNC à 4 et 5 axes ?

Le choix entre 4 et 5 axes dépend de la complexité de la pièce. Une machine à 4 axes permet la rotation autour d'un axe, tandis que les machines à 5 axes ajoutent deux axes de rotation, généralement le 5e axe qui fournit un axe B (rotation autour de Y) ou un axe C (rotation autour de Z), ce qui permet à l'outil de coupe d'approcher la pièce à partir de pratiquement n'importe quel angle. Les deux principaux types de configurations à 5 axes font basculer la table ou la tête de la broche.

Quels sont les inconvénients d'une machine CNC à 4 axes ?

Une machine CNC à 4 axes implique des coûts d'investissement plus élevés qu'une machine à 3 axes, ce qui se traduit par des taux horaires plus élevés qui peuvent rendre ce type d'usinage non rentable pour des pièces simples pour lesquelles un fraisage à 3 axes suffit. La complexité de la programmation augmente car le logiciel doit coordonner quatre mouvements simultanés, ce qui exige des opérateurs une formation avancée aux stratégies de parcours d'outils multi-axes et à la programmation du code G pour les machines CNC de ce type.

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