Usinage de gravure CNC
La figure 6-2 montre un insert de cavité pour un moule d'injection de boîte à savon, comprenant le texte inversé « Shaanxi University of Science and Technology » en chinois et le motif inversé des lettres anglaises « SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY ». Tous les motifs de texte ont une profondeur de 0,2 mm et la largeur du trait des lettres anglaises est de 1 mm. L'usinage de ce texte peut utiliser la gravure CNC, la gravure laser ou la gravure chimique. La gravure CNC étant affectée par l’outil, certains détails sont difficiles à usiner avec précision. La gravure laser peut résoudre ce problème, mais le matériel d'usinage est plus coûteux. L'application de la gravure laser pour le traitement de textes et de motifs dans la fabrication de moules modernes devient de plus en plus large. La gravure chimique a une profondeur d’usinage relativement faible et un coût d’usinage inférieur, et elle est encore largement utilisée aujourd’hui dans la fabrication de moules. Ici, nous présenterons d’abord les bases de la gravure CNC.
Pour la gravure CNC de texte, l'usinage grossier est généralement effectué d'abord avec un outil de grattage plus grossier selon le programme CNC, puis un outil de grattage plus fin est utilisé pour la finition. Ainsi, pour la gravure de cette pièce, un outil rond de diamètre 1 mm est d'abord utilisé pour l'ébauche, puis une fraise boule-de diamètre 0,1 mm est utilisée pour la finition finale.
La technologie d'usinage de gravure à commande numérique par ordinateur (technologie d'usinage de gravure CNC) est le produit de la combinaison de la technologie de gravure traditionnelle et de la technologie de commande numérique moderne. Elle hérite des caractéristiques de fonctionnement fines, agiles et flexibles de la gravure traditionnelle, tout en utilisant la technologie d'automatisation de l'usinage traditionnel à commande numérique. La machine de gravure CNC est un équipement d'usinage à commande numérique avancé qui intègre la technologie de-conception assistée par ordinateur (CAO), la technologie de fabrication assistée par ordinateur-(FAO), la technologie de commande numérique (NC) et la technologie de fabrication de précision. Le principe de fonctionnement de la machine de gravure CNC est le même que celui des fraiseuses et centres d'usinage CNC, où le programme numérique contrôle le fonctionnement de chaque composant de la machine-outil. En revanche, la machine de gravure CNC présente les caractéristiques suivantes :
① Les objets traités sont de petite taille, de forme complexe et nécessitent une qualité de finition élevée ;
② La caractéristique du processus est l'utilisation de petits outils pour l'usinage ;
③ Les produits ont une précision dimensionnelle élevée et une bonne cohérence du produit ;
④ Une méthode de fraisage par retrait d'outil à haute-vitesse, petite-avance et-réglage rapide est adoptée.
En apparence, les différences entre les trois, et les différences dans la configuration de la machine-outil, sont les suivantes : le centre d'usinage dispose d'un magasin d'outils, et après avoir serré une pièce, plusieurs outils peuvent terminer l'usinage en même temps ; la machine de gravure CNC et la fraiseuse CNC n'ont pas de magasin d'outils, et l'outil doit être arrêté et remplacé manuellement une fois l'usinage terminé par chaque outil.
Les différences entre les systèmes de contrôle des machines-outils : leurs fonctions de système de contrôle sont similaires, mais comme ils sont développés par différents fabricants, il existera certaines différences dans les méthodes de fonctionnement et les fonctions spécifiques des systèmes de contrôle. Ces différences ne jouent pas un rôle décisif dans la différence de performances des machines-outils.
La clé pour déterminer la différence dans les performances des machines-outils réside dans des détails spécifiques : les broches des fraiseuses CNC et des centres d'usinage sont relativement grandes et la vitesse est relativement faible. Généralement, la vitesse maximale des fraiseuses CNC est inférieure20 000 tr/min, mais la puissance est relativement élevée et le couple de sortie de la broche est relativement important, ce qui convient aux outils de plus grand diamètre.
De plus, la puissance de broche des fraiseuses CNC est importante, généralement de 10 à 100 kW ; la puissance de broche des machines de gravure CNC est faible (inférieure à 4 kW) et la vitesse maximale est élevée, généralement de 15 000 à 40 000 tr/min, jusqu'à 100 000 tr/min. L'avance est élevée, généralement 400 m/min, et permet d'usiner de l'acier trempé autour de 60 HRC ; il convient à l'usinage fin de pièces de petite et moyenne taille-.
La machine de gravure CNC a une vitesse relativement élevée et le couple de sortie de la broche est relativement faible, ce qui convient aux outils d'un diamètre de 0,05 à 10 mm. En raison de la vitesse de broche élevée et de la petite taille de l'outil, les pièces usinées sont relativement délicates et la finition de surface est élevée. De plus, le banc de la fraiseuse CNC et du centre d'usinage est relativement grand et les pièces mobiles sont en conséquence grandes et lourdes. L'accélération est relativement lente après le mouvement, ce qui est plus adapté à l'usinage de grandes pièces. Le lit de la machine de gravure CNC est relativement petit et les pièces mobiles sont petites et légères, ce qui favorise un tournage et des changements de tête rapides, et la vitesse d'usinage moyenne est relativement élevée lors de l'usinage de petites pièces.
Par conséquent, la machine de gravure CNC convient à l'utilisation d'outils de petite et moyenne taille-, à l'usinage de pièces de petite et moyenne taille-, à l'usinage fin de pièces détaillées et à une finition de surface élevée ; la fraiseuse CNC et le centre d'usinage conviennent à l'utilisation d'outils plus grands et à l'usinage de grandes pièces. En raison de leur vitesse de broche inférieure et de leurs outils plus grands, la finition de surface est relativement faible par rapport à la machine de gravure CNC et les petits détails ne sont pas usinés avec précision. Ces situations où l'usinage n'est pas précis et la finition est relativement mauvaise peuvent également être assistées par la machine de gravure CNC pour réduire la quantité de post-traitement -. La machine de gravure CNC, la fraiseuse CNC et le centre d'usinage ont chacun leurs forces et leurs faiblesses. Pour l'usinage de pièces, notamment de moules, ce sont des outils d'usinage indispensables.
L'utilisation de la machine de gravure CNC est similaire à celle des machines-outils CNC, et aucune introduction détaillée ne sera donnée ici. Vous pouvez regarder la vidéo de la bibliothèque de ressources MOOC « Mold Manufacturing Technology » de l'Université de Chine (numéro de cours : 0802SUST006) « Mold Gravure.mp4 » dans le dossier « Vidéos de cas » pour comprendre l'usinage par gravure CNC.