Dans le domaine de l'usinage mécanique moderne, les perceuses et les fraiseuses CNC sont deux équipements courants et importants, dont les fonctions, les structures et les applications diffèrent considérablement. Afin de vous permettre de mieux comprendre ces deux types de machines-outils, le fabricant de fraiseuses CNC vous propose une explication détaillée ci-dessous.
1. Contraste rigide
Les caractéristiques de rigidité des machines de forage
La perceuse est principalement conçue pour résister à des forces verticales importantes, avec des forces latérales relativement faibles. En effet, la perceuse est principalement utilisée pour le perçage : le foret perce principalement verticalement, tandis que la force appliquée à la pièce est principalement concentrée dans la direction axiale. Par conséquent, la structure de la perceuse a été renforcée verticalement afin d'assurer sa stabilité et de réduire les vibrations et les déviations pendant le perçage.
Cependant, la faible résistance des perceuses aux efforts latéraux limite également leur utilisation dans certains scénarios d'usinage complexes. Lorsqu'il est nécessaire d'effectuer un usinage latéral sur la pièce ou en cas d'interférence latérale importante pendant le perçage, la perceuse peut ne pas garantir la précision et la stabilité de l'usinage.
Exigences de rigidité pour les fraiseuses CNC
Contrairement aux perceuses, les fraiseuses CNC nécessitent une bonne rigidité, car les forces générées lors du fraisage sont plus complexes. La force de fraisage comprend non seulement d'importantes forces verticales, mais aussi des forces latérales importantes. Pendant le fraisage, la surface de contact entre la fraise et la pièce est importante, et l'outil tourne horizontalement pendant la coupe, ce qui entraîne des forces de fraisage agissant dans plusieurs directions.
Pour faire face à des contraintes aussi complexes, la conception structurelle des fraiseuses CNC est généralement plus robuste et stable. Les composants clés de la machine-outil, tels que le banc, les colonnes et les rails de guidage, sont fabriqués à partir de matériaux à haute résistance et de structures optimisées pour améliorer la rigidité globale et la résistance aux vibrations. Cette bonne rigidité permet aux fraiseuses CNC de maintenir un usinage de haute précision tout en supportant des efforts de coupe importants, ce qui les rend adaptées à l'usinage de formes complexes et de pièces de haute précision.
2. Différences structurelles
Caractéristiques structurelles des machines de forage
La structure de la perceuse est relativement simple et, dans la plupart des cas, elle répond aux exigences d'usinage grâce à une avance verticale. Une perceuse se compose généralement d'un bâti, d'une colonne, d'un boîtier de broche, d'un établi et d'un mécanisme d'avance.
Le bâti est l'élément de base d'une perceuse. Il sert à soutenir et à installer les autres composants. La colonne, fixée au bâti, soutient le carter d'essieu principal. Le boîtier de broche est équipé d'une broche et d'un variateur de vitesse pour entraîner la rotation du foret. L'établi, facile à régler et à positionner, permet de placer les pièces. Le mécanisme d'avance contrôle le mouvement axial du foret afin de contrôler la profondeur de perçage.
Grâce à leur méthode d'usinage relativement simple, les perceuses présentent une structure relativement simple et un coût relativement faible. Cependant, cette simplicité limite également leurs fonctionnalités et leur champ d'application.
La composition structurelle des fraiseuses CNC
La structure des fraiseuses CNC est beaucoup plus complexe. Elles doivent non seulement assurer une avance verticale, mais surtout assurer des avances horizontales longitudinales et transversales. Les fraiseuses CNC sont généralement composées de pièces telles que le banc, la colonne, la table de travail, le chariot, le boîtier de broche, le système CNC, le système d'entraînement d'avance, etc.
Le banc et la colonne offrent une structure de support stable à la machine-outil. L'établi peut se déplacer horizontalement pour une avance latérale. Le chariot, installé sur la colonne, permet d'entraîner le boîtier de broche verticalement, assurant ainsi une avance longitudinale. Ce boîtier est équipé de broches hautes performances et de variateurs de vitesse précis pour répondre aux exigences des différentes techniques d'usinage.
Le système CNC est l'élément de commande central de la fraiseuse CNC. Il reçoit les instructions de programmation et les convertit en signaux de commande de mouvement pour chaque axe de la machine-outil, permettant ainsi des usinages précis. Le système d'entraînement d'avance convertit les instructions du système CNC en mouvements réels de la table et du chariot grâce à des composants tels que des moteurs et des vis, garantissant ainsi la précision d'usinage et la qualité de surface.
3. Fonction de traitement
La capacité de traitement de la perceuse
Une perceuse est principalement un appareil utilisant un foret pour percer et usiner des pièces. En conditions normales, la rotation du foret constitue le mouvement principal, tandis que le mouvement axial de la perceuse constitue le mouvement d'avance. Les perceuses peuvent réaliser des trous débouchants, des trous borgnes et d'autres opérations d'usinage sur des pièces, et peuvent répondre à différentes exigences d'ouverture et de précision en remplaçant les forets par des diamètres et des types différents.
De plus, la perceuse peut également effectuer des opérations simples de perçage et de taraudage. Cependant, en raison de ses limitations structurelles et fonctionnelles, elle ne permet pas l'usinage de formes complexes sur la surface des pièces, telles que des surfaces planes, des rainures, des engrenages, etc.
La gamme d'usinage des fraiseuses CNC
Les fraiseuses CNC offrent une gamme plus étendue de capacités d'usinage. Elles peuvent utiliser des fraises pour usiner les surfaces planes des pièces, ainsi que des formes complexes telles que des rainures et des engrenages. De plus, elles peuvent également usiner des pièces aux profils complexes, tels que des surfaces courbes et irrégulières, grâce à des outils de coupe et des méthodes de programmation spécifiques.
Comparées aux perceuses, les fraiseuses CNC offrent une meilleure efficacité d'usinage, une vitesse plus élevée et une meilleure précision d'usinage et une qualité de surface supérieure. C'est pourquoi elles sont largement utilisées dans des secteurs tels que la fabrication de moules, l'aéronautique et les composants automobiles.
4.Outils et accessoires
Outils et montages pour perceuses
L'outil principal utilisé dans la perceuse est le foret, dont la forme et la taille sont choisies en fonction des exigences de l'usinage. Lors du perçage, des dispositifs simples tels que des pinces, des cales en V, etc., sont généralement utilisés pour positionner et serrer la pièce. La force appliquée par la perceuse étant principalement concentrée dans le sens axial, la conception du dispositif est relativement simple, garantissant principalement l'immobilité de la pièce pendant le perçage.
Outils et montages pour fraiseuses CNC
Outre les fraises classiques, les fraiseuses CNC utilisent différents types d'outils de coupe, notamment les fraises à tête sphérique, les fraises à queue cylindrique, les fraises à surfacer, etc. Ces outils sont adaptés à différentes techniques d'usinage et exigences de forme. En fraisage CNC, les exigences de conception des dispositifs de serrage sont plus strictes et des facteurs tels que la répartition de l'effort de coupe, la précision de positionnement de la pièce et l'intensité de la force de serrage doivent être pris en compte afin d'éviter tout déplacement ou déformation de la pièce pendant l'usinage.
Afin d'améliorer l'efficacité et la précision de l'usinage, les fraiseuses CNC utilisent généralement des montages et des montages spécialisés, tels que des montages combinés, des montages hydrauliques, etc. Dans le même temps, les fraiseuses CNC peuvent également réaliser une commutation rapide de différents outils de coupe en utilisant des dispositifs de changement d'outils automatiques, améliorant encore la flexibilité et l'efficacité du traitement.
5. Programmation et opérations
Programmation et exploitation de machines de forage
La programmation d'une perceuse est relativement simple et ne nécessite généralement que le réglage de paramètres tels que la profondeur de perçage, la vitesse et l'avance. Les opérateurs peuvent réaliser l'usinage manuellement en actionnant la poignée ou le bouton de la machine-outil, ou utiliser un système CNC simple pour la programmation et le contrôle.
Grâce à la technologie d'usinage relativement simple des perceuses, leur utilisation est relativement aisée et les exigences techniques pour les opérateurs sont relativement faibles. Cependant, cela limite également leur utilisation dans l'usinage de pièces complexes.
Programmation et exploitation de fraiseuses CNC
La programmation des fraiseuses CNC est beaucoup plus complexe et nécessite l'utilisation de logiciels professionnels tels que MasterCAM, UG, etc., pour générer des programmes d'usinage à partir des plans et des exigences d'usinage des pièces. Lors de la programmation, de nombreux facteurs, tels que la trajectoire de l'outil, les paramètres de coupe et la séquence du processus, doivent être pris en compte pour garantir la précision et l'efficacité de l'usinage.
En termes d'utilisation, les fraiseuses CNC sont généralement équipées d'écrans tactiles ou de panneaux de commande. Les opérateurs doivent maîtriser l'interface et les fonctions du système CNC, être capables de saisir avec précision les instructions et les paramètres, et de surveiller l'état d'avancement du processus d'usinage. La complexité des technologies d'usinage des fraiseuses CNC exige un niveau technique et des connaissances professionnelles élevées de la part des opérateurs, ce qui nécessite une formation et une pratique spécialisées pour une maîtrise optimale.
6、 Champ d'application
Scénarios d'application des perceuses
Grâce à leur structure simple, leur faible coût et leur facilité d'utilisation, les perceuses sont largement utilisées dans les petits ateliers de mécanique, les ateliers de maintenance et les entreprises de transformation individuelles. Elles sont principalement utilisées pour l'usinage de pièces de structure simple et de faible précision, telles que les pièces perforées et les pièces de connexion.
Dans certaines entreprises de production de masse, les perceuses peuvent également être utilisées pour des opérations simples, comme le perçage de trous dans des tôles. Cependant, pour l'usinage de pièces de haute précision et de formes complexes, elles ne répondent pas aux exigences.
Champ d'application des fraiseuses CNC
Les fraiseuses CNC sont largement utilisées dans des secteurs tels que la fabrication de moules, l'aéronautique, les composants automobiles, les équipements électroniques, etc., en raison de leur grande précision d'usinage, de leur rendement élevé et de leurs fonctionnalités performantes. Elles permettent d'usiner divers moules de formes complexes, des pièces de précision, des boîtiers, etc., et répondent aux exigences de l'industrie moderne en matière d'usinage haute précision et haute efficacité.
En particulier dans certaines industries de fabrication haut de gamme, les fraiseuses CNC sont devenues des équipements clés indispensables, jouant un rôle important dans l'amélioration de la qualité des produits, le raccourcissement des cycles de production et la réduction des coûts.
7、 Comparaison d'exemples d'usinage
Afin de démontrer plus intuitivement les différences d'effets d'usinage entre les perceuses et les fraiseuses CNC, deux exemples d'usinage spécifiques seront comparés ci-dessous.
Exemple 1 : Usinage d'une pièce de plaque à orifice simple
Usinage à la perceuse : fixez d'abord la pièce sur l'établi, sélectionnez un foret adapté, réglez la profondeur de perçage et l'avance, puis démarrez la perceuse. Étant donné que les perceuses ne peuvent effectuer que des perçages verticaux, les exigences en matière de précision de positionnement et de qualité de surface sont faibles, et l'efficacité d'usinage est relativement faible.
Usinage sur fraiseuse CNC : Lors de l'usinage sur une fraiseuse CNC, la première étape consiste à modéliser les pièces en 3D et à générer un programme d'usinage conforme aux exigences du processus. La pièce est ensuite installée sur un support dédié, le programme d'usinage est saisi via le système CNC et la machine-outil est lancée. Les fraiseuses CNC permettent l'usinage simultané de plusieurs trous par programmation, garantissant ainsi la précision de positionnement et la qualité de surface des trous, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l'usinage.
Exemple 2 : Traitement d'une pièce de moule complexe
Usinage par perceuse : Pour des pièces moulées de formes aussi complexes, les perceuses sont quasiment incapables d'effectuer les opérations d'usinage. Même avec des méthodes d'usinage spécifiques, il est difficile de garantir la précision d'usinage et la qualité de surface.
Usinage par fraiseuse CNC : Grâce à leurs puissantes fonctionnalités, il est possible d'effectuer un usinage d'ébauche sur des pièces moulées, d'éliminer la majeure partie des excédents, puis d'effectuer des usinages de précision et de semi-précision, pour obtenir des pièces moulées de haute précision et de haute qualité. Différents types d'outils peuvent être utilisés et les paramètres de coupe optimisés pour améliorer l'efficacité de l'usinage et la qualité de surface.
En comparant les deux exemples ci-dessus, on peut voir que les perceuses conviennent à certains traitements de trous simples, tandis que les fraiseuses CNC sont capables de traiter diverses formes complexes et des pièces de haute précision.
8、 Résumé
En résumé, il existe des différences significatives entre les perceuses et les fraiseuses CNC en termes de rigidité, de structure, de fonctions d'usinage, de fixations d'outils, de programmation et de domaines d'application. La perceuse, de structure simple et économique, est adaptée aux opérations simples de perçage et d'agrandissement de trous. Les fraiseuses CNC, quant à elles, se distinguent par leur haute précision, leur rendement élevé et leur multifonctionnalité, répondant ainsi aux besoins de l'industrie manufacturière moderne pour l'usinage de pièces complexes.
En production, les perceuses et les fraiseuses CNC doivent être choisies judicieusement en fonction des tâches et des exigences d'usinage spécifiques afin d'optimiser les performances et les avantages économiques. Parallèlement, avec les progrès technologiques et le développement de l'industrie manufacturière, les perceuses et les fraiseuses CNC sont constamment améliorées et perfectionnées, offrant un soutien technique renforcé au développement de l'industrie de l'usinage mécanique.