Fonctionnement des machines CNC

Les machines CNC, de leur nom complet « machines à commande numérique par ordinateur », sont des machines-outils contrôlées par des programmes informatiques et capables d’effectuer des usinages de précision. Les machines-outils traditionnelles nécessitent une opération manuelle, tandis que les machines CNC utilisent des ordinateurs pour exécuter automatiquement les processus d’usinage selon des programmes prédéfinis, améliorant ainsi considérablement l’efficacité et la précision de la production.

📌 Types courants de machines CNC :

Type	Fonction	Domaine d’application
Tour CNC	Pièce rotative, mouvement d’outil	Usinage de pièces circulaires
Fraiseuse CNC	Pièce fixe, rotation d’outil	Plan, trou Usinage
Centre d’usinage CNC	Fonction de changement d’outil automatique multiaxes	Pièces complexes, usinage multi-facettes
Machine de découpe laser CNC	Matériaux de découpe laser	Tôles, acrylique, etc.

Principe de fonctionnement d’une machine CNC :

1. Programme informatique : Le fonctionnement d’une machine CNC repose sur un programme informatique pré-écrit contenant des instructions telles que la trajectoire d’usinage, la sélection de l’outil, la vitesse de coupe, la vitesse d’avance, etc.
2. Commande numérique : Le programme informatique convertit ces instructions en signaux numériques et les transmet au système d’asservissement de la machine pour contrôler le mouvement de chaque axe et assurer un usinage précis.
3. Traitement automatisé : Grâce au contrôle par ordinateur, les machines CNC peuvent réaliser automatiquement des opérations complexes, telles que le tournage, le fraisage, le perçage, l’alésage, etc., sans intervention humaine.

Avantages des machines CNC :

Haute précision : : Le contrôle par ordinateur permet d’obtenir des tolérances extrêmement faibles pour garantir la précision et la régularité des produits.
Haute efficacité : Traitement automatisé, réduction des interventions manuelles, amélioration de l’efficacité de la production.
Haute flexibilité : Le programme est modifiable, ce qui permet de passer rapidement et facilement d’une tâche à l’autre. Il est adapté à la production de petites séries et de produits variés.
Coût réduit : Réduisez les coûts de main-d’œuvre et le gaspillage de matériaux, ainsi que les coûts de production.
Traitement complexe : il permet de réaliser des formes complexes et des surfaces courbes difficiles à réaliser avec des machines traditionnelles.

🔧 Paramètres importants pour le fonctionnement CNC :

- Vitesse de broche (tr/min) : Vitesse de rotation de l’outil

- Avance (Feed Rate) : Vitesse d’avance de l’outil

- Profondeur de coupe : Profondeur de chaque coupe

- Contrôle du liquide de refroidissement : Prévient la surchauffe de l’outil et la déformation de l’usinage

Voici la description, le processus et un exemple de code G de notre entreprise utilisant le centre d’usinage à portique Yawei LP-3021 pour l’usinage des métaux.

🏭 Présentation de la machine et adaptation des matériaux

Paramètres principaux du LP‑3021 (type trois axes)chanpin.gongchang.com+11xyh-cnc.com+11awea.com+11：

- Déplacement X / Y / Z : 3 000 × 2 100 × 760 mm

- Dimensions de l’établi : 3 020 × 2 010 mm, capacité de charge maximale : 10 000 kg

- Puissance de la broche : 22 kW (continu), 26 kW (30 minutes)

- Vitesse de la broche : 6 000 tr/min de série (entraînement direct en option : 8 000 à 12 000 tr/min)

- Vitesse de déplacement rapide : X = 20 000 mm/min ; Y / Z = 15 000 mm/min

- Précision : Positionnement ± 0,015 mm, répétabilité sur toute la plage ± 0,003 mm

Matériau de la structure de la machine :

- Base et portique en fonte Meehanite (Meehanite), traitée thermiquement et finement rectifiée, offrant une rigidité et une résistance aux vibrations extrêmement élevées.Scribd+9awea.com+9awea.com+9 Scribd+8awea.com+8awea.com+8 awea.com+6m.zgong.com+6China Manufacturing Network+6 Scribd+1awea.com+1.

Matériaux de traitement appropriés :

<!– wp:list –>
<ul class= »wp-block-list »><!– wp:list-item –>
<li>Alliage d’aluminium, acier au carbone, acier inoxydable, acier à outils, plastique, etc. En commençant par un alliage d’aluminium (comme le 6061-T6), vous bénéficierez d’une prise en main plus rapide et d’une meilleure durée de vie de l’outil. </li>
<!– /wp:list-item –></ul>
<!– /wp:list –>

<!– wp:separator –>
<hr class= »wp-block-separator has-alpha-channel-opacity »/>
<!– /wp:separator –>

<!– wp:heading –>
<h2 class= »wp-block-heading »>⚙️ Exemple de procédé : Usinage d’un bloc en alliage d’aluminium</h2>
<!– /wp:heading –>

<!– wp:paragraph –>
<p><strong>Spécifications de la pièce</strong> : Bloc d’aluminium de 100 × 100 × 50 mm, usiné à partir de sa taille d’origine (100 × 100 × 50, avec une tolérance) jusqu’à une taille de 80 × 80 × 40 mm. </p>
<!– /wp:paragraph –>

<!– wp:paragraph –>
<p><strong>Sélection d’outils</strong> :</p>
<!– /wp:paragraph –>

<!– wp:list –>
<ul class= »wp-block-list »><!– wp:list-item –>
<li>Ébauche : fraise D20 mm pour aluminium</li>
<!– /wp:list-item –>

<!– wp:list-item –>
<li>Usinage de précision : fraise D10 mm</li>
<!– /wp:list-item –></ul>
<!– /wp:list –>

<!– wp:paragraph –>
<p><strong>Conditions de coupe (aluminium)</strong> :</p>
<!– /wp:paragraph –>

<!– wp:list –>
<ul class= »wp-block-list »><!– wp:list-item –>
<li>Ébauche : broche 8 000 tr/min, avance 3 200 mm/min, profondeur de passe ap = 5 mm, largeur ae = 10 mm</li>
<!– /wp:list-item –>

<!– wp:list-item –>
<li>Usinage fin : broche 10 000 tr/min, avance 2 500 mm/min, profondeur de passe ap = 1 mm, ae = 0,5 mm</li>
<!– /wp:list-item –></ul>
<!– /wp:list –>

<!– wp:separator –>
<hr class= »wp-block-separator has-alpha-channel-opacity »/>
<!– /wp:separator –>

<!– wp:heading –>
<h2 class= »wp-block-heading »>✍️ Exemple de G-code</h2>
<!– /wp:heading –>

<!– wp:preformatted –>
<pre class= »wp-block-preformatted »>Copier et modifier le G-code<code>%
O1000 (Exemple d’usinage d’un cube en alliage d’aluminium LP-3021)

(Ébauche – Enlèvement de matière brute pour la mise en forme + hauteur)

T1 M6 (Fraise 20 mm)

S8000 M3
G54
G0 X0 Y0 Z100
M8

G0 X50 Y50
G1 Z5 F3200
(Trajectoire de contour d’ébauche)

G1 X150 F3200
G1 Y150
G1 X50
G1 Y50
G0 Z100

(Finition)

T2 M6 (Fraise 10 mm)
S10000 M3
G0 X50 Y50 Z100
G1 Z5 F2500
(contour fin)
G1 X130 Y50
G1 Y130
G1 X50
G1 Y50
G0 Z100

M9
G0 X0 Y0
M30
%

Étapes d’explication

Définir l’outil et la broche : T1→T2, sélectionner des fraises de différents diamètres en fonction de l’étape d’usinage.

Positionnement rapide : G0. Saisir le haut de la pièce à usiner à la hauteur de sécurité.

Ébauche : Coupe en lignes droites à grande vitesse pour éliminer les formes superflues.

Finition : Utilisation d’outils plus petits et de conditions de coupe précises pour obtenir la taille finale.

Fin du nettoyage de l’outil et retour à l’origine : M9 coupe le liquide de refroidissement, M30 termine le programme.

📐 Précautions et recommandations de paramètres

L’origine de la pièce peut être définie par G54 au centre de la pièce (50,50), ou définie comme d’habitude dans le coin inférieur gauche.

Le mode broche utilise une connexion directe pour améliorer les performances d’usinage de l’aluminium et la qualité de surface.

La machine dispose d’une compensation automatique, d’un contrôle de la température de la broche, d’un réglage de l’avance de charge et d’autres fonctions, ce qui améliore la stabilité d’usinage et la durée de vie de l’outil.

Liquide de refroidissement : il est recommandé de démarrer avec M8. L’usinage de l’aluminium utilise généralement un brouillard d’huile ou une émulsion pour favoriser la dissipation de la chaleur et l’élimination des copeaux.

Si un usinage à cinq faces plus complexe (tel que des trous et des chanfreins à cinq faces) est requis, le LP-3021 peut être utilisé avec une bibliothèque de têtes d’échange verticales ou horizontales et générer du code G avec des axes A/C via FAO.

Voici un exemple avancé de G-code pour l’usinage de l’acier inoxydable sur le centre d’usinage à portique Yawei LP-3021, incluant :

🎯 Cible de traitement

En utilisant le matériau SUS304, une pièce de 100 × 100 × 40 mm est usinée, incluant :

Éléments à usiner	Description
Perçage	Trou traversant Ø 10 mm, position (X30, Y30)
Trou excentré	Trou Ø 15 mm, centre décalé à (X70, Y30)
Chanfreinage	Chanfreinage des quatre côtés Surface supérieure 1 mm
Usinage sur cinq faces	Plan supérieur et quatre surfaces verticales latérales fraisées à plat
Matériau	Acier inoxydable SUS304 (matériau difficile à usiner)
Outil	Fraise en acier tungstène haute dureté, foret en alliage spécial

🧰 Paramètres d’usinage (applicables à l’acier inoxydable)

Matériau de l’outil : Acier au tungstène (carbure revêtu avec revêtement TiAlN)

Considérations relatives à la durée de vie de l’outil : Un arrosage et une avance stable sont nécessaires.

Recommandations concernant les paramètres d’usinage :
- Vitesse de broche : 1 200 à 2 000 tr/min
- Avance : 100-300 mm/min (selon le diamètre/l’outil)
- Usinage de trous profonds : G83 plus G73 (cycle de perçage avec enlèvement de copeaux)

✍️ Exemple de code G (basé sur FANUC)

Copier le Gcode et le modifier%
O2000 (Usinage cinq faces SUS304 + perçage + chanfreinage)

(Pièce : 100 x 100 x 40 SUS304)
G90 G21 G17 G40 G49 G80 G54
T1 M6 (Fraise à surfacer Ø 20 - usinage latéral)
S1800 M3
M8

(Usinage du plan supérieur)
G0 X0 Y0 Z100
G0 Z5
G1 Z-1 F150
G1 X100 Y0 F250
G1 Y100
G1 X0
G1 Y0
G0 Z100

(Usinage du côté droit)
G0 X100 Y0 Z5
G1 Z-40 F150
G1 Y100
G0 Z100

(Usinage du côté gauche)
G0 X0 Y0 Z5
G1 Z-40 F150
G1 Y100
G0 Z100

(Usinage des faces avant et arrière similaire…)

---

(Perçage Ø 10 mm)
T2 M6
S1200 M3
G0 X30 Y30 Z100
G83 Z-45 R5 Q2.5 F120 (perçage traversant, profondeur 45 mm, pas de 2,5 mm)
G80
G0 Z100

(Trou excentrique Ø 15 mm)
T3 M6 (foret Ø 15 mm)
S1100 M3
G0 X70 Y30 Z100
G83 Z-45 R5 Q2.5 F100
G80
G0 Z100

---

(Chanfreinage, avec outil à chanfreiner à 45° Ø 10 mm)
T4 M6
S2000 M3
G0 X5 Y5 Z5
G1 Z-1 F120
G1 X95
G1 Y95
G1 X5
G1 Y5
G0 Z100

M9
G0 X0 Y0
M30
%

🔍 Description de chaque paragraphe :

Commande	Fonction
`G83`	Perçage périodique profond avec conception par enlèvement de copeaux
`G80`	Fin périodique Perçage
`R5`	Descendez rapidement à une hauteur sûre
`Q2.5`	Coupe de 2,5 mm à chaque fois
`Z-45`	Perçage d’une épaisseur de plaque de 40 mm + surépaisseur
Trajectoire de chanfreinage	Peut être modifié en `G1 X...` Chanfreinage continu sur quatre côtés
`M8`	Arrosage activé (nécessaire !)

📌 Rappel sur les outils et la sécurité (traitement SUS304)

Les forets doivent être choisis en alliage extra-dur, avec revêtement TiAlN et angle de perçage de 135°

Lors de l’usinage de trous profonds, veillez à utiliser la commande d’enlèvement périodique des copeaux (G83)

Utilisez la compensation de longueur d’outil (G43 Hxx) et le tableau de longueurs d’outil correct (utilisable avec un instrument de réglage d’outils)

Si vous devez faire pivoter l’axe A/B lors de l’usinage de cinq faces, vous pouvez connecter une tête pivotante externe ou un plateau d’indexation CNC.

Un liquide de refroidissement doit être utilisé pendant l’usinage de l’acier afin de prolonger la durée de vie de l’outil et d’éviter toute déformation.

#Machine CNC #Centre d’usinage à portique #Tableau d’instructions G-code #Trajectoire d’usinage de chanfrein #Instruction de cycle de perçage G83 #Paramètres de coupe de l’acier inoxydable #Programmation CNC Exemple

#Centre d’usinage – Usinage sur cinq faces #Fraise à surfacer / fraise en bout #Usinage en bout / chanfreinage #Instructions de réglage / changement d’outil

#Usinage CNC #Fraisage CNC #Perçage CNC #Programmation G-code #Logiciel FAO #Parcours d’outil CNC #Configuration CNC #Correction d’outil / Décalage d’origine (G54-G59) #Fraisage de surface / Surfaçage #Fraisage de contour #Fraisage de poche #Perçage en piqué / Perçage de trous profonds #Chanfreinage #Alésage / Alésage #Cyclage TA #Contrôle du liquide de refroidissement (M8 / M9) #Calcul de la vitesse d’avance / de la vitesse de broche

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