Processus d’usinage CNC : explication détaillée d’exemples d’écriture de code G pour pièces 3D en alliage d’aluminium et moules plastiques
🧩 1. Exemple de conception G-code pour pièce 3D en alliage d’aluminium
📘 Caractéristiques d’usinage :
Matériau : alliage d’aluminium (comme 6061, 7075)
Propriétés : léger, tendre, bonne usinabilité, adapté à l’usinage à grande vitesse
Type d’usinage : principalement surfaces courbes et contours (fréquent pour boîtiers mécaniques, supports, dissipateurs thermiques)
🛠 Stratégie d’usinage recommandée :
Utiliser une fraise boule avec usinage en niveaux Z (Z-level machining) + nettoyage des angles plats
Paramètres de coupe modérés : broche à haute vitesse, avance adaptée
Utiliser un liquide de refroidissement pour éviter la surchauffe de l’outil et l’adhérence des copeaux d’aluminium
✅ Exemple G-code (usinage balayage 3D avec fraise boule) :
gcode複製編輯%
O1000 (Usinage 3D fraise boule pour aluminium)
G21 G17 G90 G40 G80 G94 ; mode millimètre, plan XY, coordonnées absolues, annulation compensations
G0 Z100 ; montée en position sécurité
T1 M06 ; changement outil (fraise boule)
M03 S12000 ; broche tournant horaire 12000 tr/min
G0 X0 Y0 ; déplacement rapide au point de départ
G43 H01 Z10 ; compensation longueur outil activée, Z=10mm
G01 Z-1.0 F300 ; descente lente dans la matière
; Ligne balayage surface 3D simplifiée (balayage selon axe Y)
G01 X0 Y0 Z-1.0 F800
G01 X50 Y0 Z-1.2
G01 X50 Y1 Z-1.3
G01 X0 Y1 Z-1.1
G01 X0 Y2 Z-1.2
G01 X50 Y2 Z-1.4
...
; Le programme peut être étendu automatiquement avec des lignes de balayage générées par CAM
G00 Z100 ; remontée
M05 ; arrêt broche
M30 ; fin programme
%
🔍 Remarque : l’usinage réel 3D utilise un logiciel CAM (comme Fusion 360, NX) qui génère automatiquement des milliers de lignes similaires de trajectoires G-code en fonction de la surface.
🧱 2. Exemple de conception G-code pour usinage de moule plastique
📘 Caractéristiques d’usinage :
Matériau : acier à moule (comme P20, NAK80, H13), utilisé pour moules d’injection plastique
Propriétés : dureté élevée, nécessite des outils durables
Exigences d’usinage : haute précision, surfaces complexes et angles vifs, cavités profondes
🛠 Stratégie d’usinage recommandée :
Stratégie en trois étapes : dégrossissage → semi-finition → finition
Utiliser une petite fraise boule pour la finition et nettoyage des angles
Combiner traitement de surface haute brillance et chanfreinage
✅ Exemple G-code (dégrossissage + finition cavité moule) :
gcode複製編輯%
O2000 (Dégrossissage et finition cavité moule plastique)
G21 G90 G17 G40 G80 G94
G0 Z100
T2 M06 ; changement outil (fraise plate 10mm pour dégrossissage)
M03 S4000 ; broche 4000 tr/min
G0 X0 Y0
G43 H02 Z10
G01 Z-2.0 F150 ; profondeur dégrossissage initiale
G01 X100 Y0 Z-2.0 F400
G01 X100 Y50
G01 X0 Y50
G01 X0 Y0
G0 Z10
; fin dégrossissage, changement outil finition
T3 M06 ; fraise boule pour finition
M03 S8000
G0 X0 Y0
G43 H03 Z10
G01 Z-0.5 F100
; balayage surface finition (usinage en niveaux Z)
G01 X0 Y0 Z-0.5 F500
G01 X50 Y0 Z-0.6
G01 X50 Y1 Z-0.7
G01 X0 Y1 Z-0.5
...
G00 Z100
M05
M30
%
✳️ 1. Exemple et explication du G-code
Le G-code (également appelé « code CNC ») est le langage de contrôle utilisé par les machines CNC pour exécuter les opérations d’usinage. Voici les commandes courantes :
Commande Fonction
G00 Déplacement rapide (sans coupe)
G01 Interpolation linéaire (coupe)
G02 Interpolation circulaire horaire
G03 Interpolation circulaire antihoraire
G17/G18/G19 Sélection du plan de travail (XY/XZ/YZ)
G90 Coordonnées absolues (usage courant)
G91 Coordonnées incrémentales
M03 Broche rotation horaire
M05 Arrêt de la broche
M06 Changement d’outil
M30 Fin du programme et réinitialisation
✅ Exemple simple de G-code (usiner un carré de 50x50 mm) :
gcode
複製
編輯
G90 G17 G21 ; Programmation absolue, plan XY, unité en millimètres
G00 X0 Y0 ; Déplacement rapide au point de départ
M06 T1 ; Changement d’outil vers outil n°1
M03 S1200 ; Broche tournant à 1200 tours/min dans le sens horaire
G01 Z-2.0 F100 ; Entrée de l’outil dans la matière à -2 mm, avance 100 mm/min
G01 X50 Y0 F300 ; Usinage de 50 mm en X
G01 X50 Y50 ; Usinage de 50 mm en Y
G01 X0 Y50 ; Retour en X
G01 X0 Y0 ; Retour au point de départ, fin du carré
G00 Z10 ; Remontée de l’outil en position de sécurité
M05 ; Arrêt de la broche
M30 ; Fin du programme
Note : Ceci est un exemple basique, le programme réel doit être adapté selon la pièce et la marque de la machine.
🔧 2. Types d’outils et usages
Selon les besoins d’usinage, on choisit différents outils. Voici les outils CNC les plus courants :
Nom de l’outil Forme Usage Caractéristiques
Fraise cylindrique (End Mill) Cylindrique Usinage de surfaces planes, rainures, contours Usinage des faces latérales et inférieures, très courant
Fraise boule (Ball Nose End Mill) Bout semi-sphérique Usinage de surfaces courbes et modèles 3D Surface lisse, haute précision
Fraise à rayon (Bull Nose Mill) Bords arrondis (non sphérique) Usinage de surfaces courbes, plus robuste que la fraise boule Adaptée pour le dégrossissage et semi-finition
Foret (Drill Bit) Conique Perçage Usinage standard des trous
Alésoir (Boring Tool) Outil à lame unique pour trou intérieur Usinage précis des trous Améliore la précision et la finition des trous
Taraud-fraise (Thread Mill) Tranchant fileté spécial Usinage de filets Haute précision, adapté aux trous borgnes
Fraise à chanfreiner (Chamfer Mill) Tranchant en biseau Chanfreinage, enlèvement des bavures Utilisé pour l’usinage des arêtes
🧠 3. Stratégies d’usinage (méthodes de coupe et séquences)
Une bonne stratégie d’usinage améliore l’efficacité et la qualité. Voici les classifications et explications courantes :
Planification de la séquence d’usinage
Étape Type d’usinage Description
1 Dégrossissage Enlèvement important de matière, mise en forme rapide
2 Semi-finition Ajustement de la forme, amélioration de la précision
3 Finition Atteinte des dimensions finales et de la rugosité
4 Traitement de surface Ébavurage, chanfreinage, revêtement
Choix de la stratégie de coupe
Type Description Application
Usinage par niveaux Z (Z-level machining) Usinage en couches suivant l’axe Z Usinage de surfaces, industrie des moules
Usinage de contour (Contour) Mouvement suivant le contour de la pièce Contours 2D, formes extérieures
Usinage de reprise (Rest machining) Enlèvement des zones laissées par l’outil de dégrossissage Phase de finition
Usinage de surface (Facing) Surfaçage horizontal Première étape, mise à niveau de surface
Rampe hélicoïdale (Helical ramping) Descente en spirale pour réduire les chocs Matériaux durs, trous profonds
Usinage adaptatif (Adaptive clearing) Chemin intelligent pour charge stable Logiciels CAM, augmente la durée de vie de l’outil
🔚 Résumé
Élément Concept clé
G-code Langage de contrôle CNC, nécessite une programmation et simulation précises
Outils Choix d’outils selon les caractéristiques d’usinage, impactant qualité et efficacité
Stratégies Clé pour l’efficacité de coupe et la qualité de surface, progression par étapes pour stabilité
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