Combien d'axes un centre de tournage CNC nécessite-t-il ?

Lorsqu'on investit dans un centre de tournage CNC, la question la plus fondamentale est : « De combien d'axes ai-je besoin ? » La réponse n'est pas un simple chiffre. Tout dépend de la complexité des pièces que vous prévoyez de produire. Le choix de la configuration en axes appropriée est crucial pour maximiser la productivité, garantir la précision et maîtriser les coûts.

Ce guide détaille les configurations d'axes courantes pour les centres de tournage CNC, depuis les modèles basiques à 2 axes jusqu'aux machines multitâches avancées, afin de vous aider à prendre une décision éclairée.

Configuration de base : tournage à 2 axes (X et Z)

La grande majorité des opérations de tournage standard sont effectuées sur des centres de tournage à 2 axes. C'est l'équipement incontournable dans l'industrie.

Axes concernés : axe X (gère le déplacement radial de l'outil vers ou loin de l'axe central de la pièce) et axe Z (gère le déplacement longitudinal de l'outil le long de la longueur de la pièce).

capacité : Cette configuration est idéale pour effectuer des tours extérieurs et intérieurs (si la tourelle dispose d'outils motorisés), des dressages, des rainurages et des filetages. Généralement, un seul broche est utilisé, et toutes les opérations sont typiquement réalisées en un seul montage.

Utilisations idéales : Production à haut volume de pièces simples à symétrie de révolution, telles que des bagues, des arbres lisses et des fixations simples. Il s'agit de la solution la plus rentable pour les pièces qui ne nécessitent pas d'opérations secondaires.

Points clés : Si votre pièce est simple et ne nécessite pas de perçage décentré ou de fraisage de formes sur les côtés, une machine 2 axes peut être suffisante.

Innovateur : 3 axes et axe C (technologie d'outils dynamiques)

Lorsque vous devez percer un trou à l'extérieur d'un arbre ou fraiser une surface plane sur un cylindre, une machine-outil basique à 2 axes ne suffit pas. C'est là qu'intervient l'axe C, qui constitue en réalité un centre de tournage à 3 axes.

Le troisième axe (axe C) : L'axe C assure un contrôle précis et programmable de la rotation de la broche. La broche peut être verrouillée à n'importe quelle position angulaire (par exemple, 90 degrés, 45 degrés) au lieu de tourner en continu pour le tournage.

Outil motorisé : Associé à une tourelle qui maintient des outils rotatifs « actifs » (tels que des forets ou des fraises), l'axe C permet à la machine d'effectuer des opérations de fraisage et de perçage sur les faces terminales et les circonférences extérieures des pièces.

Utilisations idéales : Pièces nécessitant à la fois des caractéristiques tournées et usinées/fraîchées-percées. Des exemples incluent des poulies avec des taraudages, des corps de robinets avec des trous transversaux, ou des brides avec des trous de fixation disposés en cercle. Le principal avantage est « un seul serrage,

Tout l'usinage est réalisé sur place », éliminant ainsi la nécessité d'opérations secondaires sur une autre fraiseuse.

La puissance de deux broches : Machines multiaxes (axe Y avec seconde tourelle)

Pour atteindre le plus haut niveau de complexité et d'efficacité, les fabricants font appel à des centres de tournage multiaxes. Ces machines comprennent généralement un axe Y et une deuxième broche.

Quatrième axe (axe Y) : L'axe Y ajoute un mouvement vertical perpendiculaire aux axes X et Z. Cela permet à l'outil de coupe de se déplacer hors centre, autorisant le fraisage de profils, le perçage décalé et l'usinage de formes complexes excentrées sans avoir à repositionner la pièce.

Broches doubles : Une broche principale et une broche contrapointe fonctionnent ensemble. La broche principale effectue l'usinage frontal de la pièce. La broche contrapointe prend ensuite le relais, permettant d'achever l'usinage arrière dans le même cycle d'usinage. Cela rend possible l'usinage complet de la pièce en une seule prise.

Tourelles doubles : Certaines machines-outils avancées sont équipées de deux tourelles indépendantes, permettant un usinage simultané. Alors qu'un outil tourne le diamètre extérieur, l'autre peut percer depuis l'intérieur, réduisant ainsi considérablement le temps de cycle.

Utilisations idéales : Pièces très complexes, de petite taille et à forte valeur ajoutée, couramment utilisées dans les industries aérospatiale, médicale et automobile. Par exemple, des raccords hydrauliques complexes ou des implants médicaux nécessitant des détails intricatifs sur plusieurs faces.

La solution ultime : l'usinage multitâche (5 axes et plus)

L'apogée de la technologie de tournage est la machine multitâche 5 axes. Il s'agit essentiellement de machines hybrides combinant les capacités d'un centre de tournage complet et d'un centre d'usinage 5 axes.

Elles intègrent une broche d'usinage à axe B pouvant être inclinée à différents angles, permettant des opérations de contournage complexe et d'évidement de racine impossibles sur des tours standards. Ces machines sont conçues pour une consolidation maximale des pièces et l'usinage de géométries complexes.