22 faits essentiels que vous devez savoir sur le traitement des machines de gravure CNC !

 

Les machines de gravure CNC excellent dans l'usinage de précision avec de petits outils, capables de fraiser, de meuler, de percer et de tarauder à grande vitesse. Elles sont largement utilisées dans l'industrie 3C, l'industrie du moulage, l'industrie médicale et d'autres domaines. Cet article rassemble les questions courantes sur le traitement de gravure CNC.

 

 

 

 

1. Quelle est la principale différence entre la gravure CNC et le fraisage CNC ?

La gravure et le fraisage CNC utilisent tous deux des principes de fraisage. La principale différence réside dans le diamètre de l'outil utilisé. La plage de diamètre d'outil typique pour le fraisage CNC est de {{0}} millimètres, tandis que pour la gravure CNC, elle est de 0,2-3 millimètres.

 

2. Le fraisage CNC est-il uniquement destiné à l'usinage grossier et la gravure CNC uniquement à l'usinage fin ?

Avant de répondre à cette question, comprenons le concept du processus. L'usinage grossier implique une grande quantité de retrait de matière, tandis que l'usinage fin en implique une petite quantité. Par conséquent, certaines personnes pensent habituellement à l'usinage grossier comme à une « découpe lourde » et à l'usinage fin comme à une « découpe légère ». En réalité, l'usinage grossier, la semi-finition et la finition sont des concepts de processus représentant différentes étapes de l'usinage. Ainsi, la bonne réponse est que le fraisage CNC peut effectuer à la fois des découpes lourdes et légères, tandis que la gravure CNC ne peut effectuer que des découpes légères.

 

3. La gravure CNC peut-elle effectuer un usinage grossier sur des matériaux en acier ?

Pour déterminer si la gravure CNC peut traiter un matériau donné, il faut tenir compte de la taille de l'outil. Les outils utilisés dans la gravure CNC déterminent sa capacité d'enlèvement maximale. Si la forme du moule permet l'utilisation d'outils d'un diamètre supérieur à 6 millimètres, il est fortement recommandé d'utiliser d'abord le fraisage CNC, puis la gravure pour enlever le matériau restant.

 

4. Un centre d'usinage CNC équipé d'un multiplicateur de vitesse peut-il effectuer une gravure ?

Non, ce n'est pas possible. De tels produits sont apparus lors d'expositions il y a deux ans, mais ils ne pouvaient pas réaliser de gravure complète. La principale raison est que les centres d'usinage CNC sont conçus avec leur propre gamme d'outils à l'esprit et que la structure globale n'est pas adaptée à la gravure. L'idée fausse vient du fait que les broches électriques à grande vitesse sont considérées comme la seule caractéristique des machines à graver.

 

5. La gravure CNC peut-elle remplacer l'EDM (usinage par décharge électrique) ?

Non, ce n'est pas possible. Bien que la gravure réduise la plage de diamètres des outils pour le fraisage, ce qui permet de traiter par gravure certains petits moules qui nécessitaient auparavant l'électroérosion, le rapport longueur/diamètre des outils de gravure est généralement d'environ 5:1. Lorsque l'on utilise des outils de petit diamètre, seules des cavités peu profondes peuvent être usinées, tandis que l'électroérosion peut produire des cavités avec presque aucune force de coupe, à condition que des électrodes puissent être fabriquées.

 

 

 

 

6. Quels sont les principaux facteurs affectant le traitement de gravure ?

L'usinage est un processus complexe impliquant plusieurs facteurs d'influence, notamment les caractéristiques des machines-outils, les outils, les systèmes de contrôle, les propriétés des matériaux, la technologie de traitement, les montages auxiliaires et l'environnement environnant.

 

7. Quelles sont les exigences relatives au système de contrôle dans le traitement de gravure CNC ?

La gravure CNC est fondamentalement un processus de fraisage, le système de contrôle doit donc avoir des capacités de fraisage. Pour le traitement de petits outils, il doit fournir une fonction d'avance, décélérer avant le trajet et réduire la fréquence de rupture de l'outil. Simultanément, la vitesse d'avance doit être augmentée sur les segments de trajet plus lisses pour améliorer l'efficacité de la gravure.

 

8. Quelles propriétés du matériau affectent le traitement ?

Les principaux facteurs affectant les performances de gravure des matériaux sont le type de matériau, la dureté et la ténacité. Les types de matériaux comprennent les matériaux métalliques et non métalliques. En général, plus la dureté est élevée, moins l'usinabilité est bonne ; plus la viscosité est élevée, moins l'usinabilité est bonne. Plus les impuretés sont nombreuses, plus l'usinabilité est faible, et plus la dureté des particules internes est élevée, moins l'usinabilité est bonne. Une norme approximative est qu'une teneur en carbone plus élevée entraîne une usinabilité plus faible, une teneur en alliage plus élevée entraîne une usinabilité plus faible et une teneur en éléments non métalliques plus élevée entraîne une meilleure usinabilité (bien que la teneur en éléments non métalliques des matériaux soit généralement strictement contrôlée).

 

9. Quels matériaux conviennent à la gravure ?

Les matériaux non métalliques appropriés pour la gravure comprennent l'acrylique, la résine et le bois. Les matériaux non métalliques non appropriés comprennent le marbre naturel et le verre. Les matériaux métalliques appropriés comprennent le cuivre, l'aluminium et l'acier doux d'une dureté inférieure à HRC40. Les matériaux métalliques non appropriés comprennent l'acier trempé.

 

10. Comment l’outil lui-même affecte-t-il le traitement, et de quelle manière ?

Les facteurs affectant les performances des outils de gravure comprennent le matériau de l'outil, les paramètres géométriques et la technologie de meulage. Les outils de gravure sont fabriqués à partir d'un alliage dur, d'un alliage en poudre, et le principal indicateur de performance est le diamètre moyen de la poudre. Un diamètre plus petit signifie une plus grande résistance à l'usure et une plus longue durée de vie de l'outil. Le tranchant de l'outil affecte principalement la force de coupe. Des outils plus tranchants entraînent une force de coupe plus faible, un traitement plus fluide et une meilleure qualité de surface, mais une durabilité de l'outil plus faible. Par conséquent, différents niveaux de tranchant doivent être sélectionnés pour différents matériaux. Les matériaux plus mous et plus collants nécessitent des outils plus tranchants, tandis que les matériaux plus durs nécessitent moins de tranchant pour améliorer la durabilité de l'outil. Cependant, si l'outil est trop émoussé, la force de coupe augmente, ce qui affecte le traitement. Le facteur clé dans le meulage des outils est la taille du grain de la meule de finition. Une taille de grain plus élevée produit des arêtes de coupe plus fines, améliorant la durabilité de l'outil, et des faces arrière d'outil plus lisses, améliorant la qualité de surface.

 

11. Quelle est la formule pour la durée de vie de l’outil ?

La durée de vie de l'outil fait principalement référence à la durée de vie de l'outil pendant le processus d'usinage des matériaux en acier. La formule empirique est la suivante : (T est la durée de vie de l'outil, CT est le paramètre de durée de vie, VC est la vitesse de la ligne de coupe, f est l'avance par dent, P est la profondeur de coupe). Parmi ces éléments, la vitesse de la ligne de coupe a l'impact le plus significatif sur la durée de vie de l'outil. De plus, le faux-rond radial de l'outil, la qualité de rectification, le matériau et le revêtement de l'outil ainsi que le liquide de refroidissement affectent également la durabilité de l'outil.

 

12. Comment protéger l'équipement de la machine de gravure pendant le traitement ?

1) Protégez l’instrument de réglage de l’outil contre une exposition excessive à l’huile.

2) Contrôlez les copeaux volants, qui peuvent endommager la machine en provoquant des courts-circuits dans l'armoire électrique ou en réduisant la durée de vie des vis et des guides lorsqu'ils pénètrent.

3) Ne tirez pas sur la tête de la lampe lorsque vous déplacez la lampe de travail pour éviter de l'endommager.

4) Ne surveillez pas la zone de coupe de trop près pour éviter les blessures aux yeux causées par les copeaux volants. Évitez toute opération sur la table de travail pendant que le moteur de la broche tourne.

5) N'ouvrez pas ou ne fermez pas la porte de la machine avec force, car l'impact pendant le traitement fin peut provoquer des marques d'outils sur la surface.

6) Assurez-vous que la broche atteint sa pleine vitesse avant de commencer le traitement pour éviter que le moteur ne cale en raison d'une faible vitesse initiale.

7) Ne placez aucun outil ni aucune pièce sur les poutres de la machine.

8) Ne placez pas d'outils magnétiques tels que des mandrins et des bases de comparateur à cadran sur l'armoire électrique pour éviter d'endommager l'écran.

 

13. Quels paramètres doivent être ajustés lorsque de nouveaux outils rencontrent des difficultés de blocage et de traitement ?

Lorsqu'un nouvel outil se bloque pendant l'usinage et que le processus est difficile, quels paramètres doivent être ajustés ? La difficulté d'usinage est due au fait que la puissance et le couple de la broche ne sont pas en mesure de gérer la charge de coupe actuelle. L'action appropriée consiste à reprogrammer le chemin, à réduire la profondeur de coupe, la profondeur de la rainure et la quantité de coupe. Si le temps d'usinage global est inférieur à 30 minutes, l'état de coupe peut également être amélioré en ajustant la vitesse d'avance.

 

14. Quelle est la fonction du liquide de coupe ?

Il convient de veiller à ajouter du liquide de refroidissement lors du traitement des métaux. Le rôle du système de refroidissement est d'évacuer la chaleur de coupe et les copeaux et de fournir une lubrification pendant le traitement. Le liquide de refroidissement évacue la chaleur de coupe, réduisant ainsi la chaleur transférée à l'outil et au moteur, prolongeant ainsi leur durée de vie. Il élimine également les copeaux, empêchant la coupe secondaire. La lubrification réduit la force de coupe, rendant l'usinage plus stable. Dans le traitement du cuivre, l'utilisation d'un liquide de coupe à base d'huile peut améliorer la qualité de la surface.

 

15. Quelles sont les étapes de l’usure des outils ?

L'usure des outils est divisée en trois étapes : l'usure initiale, l'usure normale et l'usure rapide. Au stade d'usure initiale, la principale cause d'usure de l'outil est la basse température, qui n'a pas encore atteint la température de coupe optimale. À ce stade, l'usure est principalement une usure abrasive, qui affecte considérablement l'outil et peut facilement conduire à sa rupture. Cette étape est très dangereuse ; une mauvaise manipulation peut entraîner une défaillance de l'outil. Une fois que l'outil a dépassé le stade d'usure initiale et atteint une certaine température de coupe, l'usure principale est l'usure par diffusion, qui provoque principalement un écaillage localisé. Cette usure est relativement mineure et lente. Lorsque l'usure atteint un certain degré, l'outil tombe en panne et entre dans la phase d'usure rapide.

 

16. Pourquoi le rodage des outils est-il nécessaire et comment est-il effectué ?

Pourquoi et comment doit-on roder les outils ? Comme mentionné précédemment, les outils ont tendance à se casser pendant la phase d'usure initiale. Pour éviter cela, les outils doivent être rodés pour augmenter progressivement la température de coupe jusqu'à un niveau raisonnable. Des vérifications expérimentales montrent que, avec les mêmes paramètres d'usinage, la durée de vie de l'outil double largement après le rodage. La méthode de rodage consiste à maintenir une vitesse de broche raisonnable tout en réduisant de moitié la vitesse d'avance, avec un temps d'usinage d'environ 5-10 minutes. Utilisez la valeur la plus basse pour les matériaux tendres et la valeur la plus élevée pour les métaux durs.

17. Comment déterminer une usure sévère d’un outil ?

Une usure sévère des outils peut être identifiée par :

1) Entendre un bruit aigu pendant le traitement.

2) Remarquer un blocage important de la broche.

3) Sensation de vibrations accrues pendant le traitement et vibrations notables de la broche.

4) Observation de marques d'outils incohérentes sur la surface usinée (si cela se produit dès le début, cela indique une profondeur de coupe excessive).

 

 

 

 

18. Quand faut-il changer l’outil ?

L'outil doit être changé lorsqu'il a atteint environ les 2/3 de sa durée de vie maximale. Par exemple, si l'outil présente une usure importante après 60 minutes d'utilisation, il doit être changé toutes les 40 minutes lors du prochain usinage. Il est essentiel de prendre l'habitude de changer régulièrement l'outil.

 

19. Un outil très usé peut-il continuer à être utilisé ?

Après une usure importante, la force de coupe peut augmenter jusqu'à trois fois le niveau normal. La force de coupe a un impact significatif sur la durée de vie du moteur de broche, la durée de vie du moteur étant inversement proportionnelle au cube de la force. Par exemple, un usinage de 10 minutes avec une force de coupe multipliée par trois équivaut à utiliser la broche pendant 270 minutes dans des conditions normales (10 * 3^3=270).

 

20. Comment déterminer la longueur de saillie de l'outil lors de l'usinage d'ébauche ?

Plus la longueur de saillie de l'outil est courte, mieux c'est. Cependant, si elle est trop courte, des ajustements fréquents seront nécessaires, ce qui affectera l'efficacité. La ligne directrice est la suivante : une tige d'outil de diamètre φ3 peut s'étendre de 5 mm, une tige d'outil de diamètre φ4 peut s'étendre de 7 mm et une tige d'outil de diamètre φ6 peut s'étendre de 10 mm pour un usinage normal. Lors du réglage de l'outil, essayez de rester dans ces valeurs. Si la longueur de l'outil dépasse ces valeurs, contrôlez la profondeur de coupe pendant l'usure de l'outil. Cela nécessite de la pratique pour maîtriser cela.

 

21. Comment gérer une rupture soudaine d'outil lors de l'usinage ?

1) Arrêtez l’usinage et vérifiez le numéro de séquence d’usinage actuel.

2) Vérifiez le point de rupture de tout corps d'outil restant et retirez-le s'il est présent.

3) Analysez la cause de la rupture de l'outil, ce qui est crucial. La rupture se produit généralement en raison d'une augmentation soudaine de la force de coupe, qui peut être causée par un problème de trajectoire, une vibration excessive de l'outil, des points durs dans le matériau ou une vitesse de broche incorrecte.

4) Après analyse, remplacez l'outil et reprenez l'usinage. Si le parcours n'est pas modifié, démarrez l'usinage une séquence plus tôt, réduisez la vitesse d'avance car le point de rupture est fortement durci et laissez l'outil se roder.

 

22. Comment ajuster les paramètres d'usinage lorsque l'usinage grossier ne se déroule pas bien ?

Si la durée de vie de l'outil ne peut pas être garantie à une vitesse de broche raisonnable, ajustez les paramètres en réduisant d'abord la profondeur de coupe, puis la vitesse d'avance et enfin la quantité d'avance latérale. Notez que la réduction de la profondeur de coupe a des limites : une profondeur trop faible entraîne des couches excessives, ce qui améliore théoriquement l'efficacité de coupe mais peut réduire l'efficacité réelle de l'usinage en raison d'autres facteurs. Dans de tels cas, le passage à un outil plus petit peut être plus efficace, avec une profondeur de coupe minimale généralement supérieure à 0,1 mm.