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Dispositif de serrage sur 5 axes : comment les systèmes et étaux point zéro maximisent la stabilité de l'usinage

Un centre d'usinage à cinq axes n'est aussi performant que le support de pièce qui le supporte. Un dispositif qui bloque la table rotative ou interfère avec la trajectoire de la fraise transforme une machine à cinq axes en une machine à trois axes. La bonne décision en matière de serrage de pièce consiste à choisir un système qui combine une faible hauteur de serrage, une répétabilité élevée et un changement de changement rapide, tout en donnant à l'outil un accès illimité à la pièce.

Dans la pratique, le montage est souvent la raison pour laquelle une machine à cinq axes ne peut pas réaliser une pièce en une seule configuration. Chaque millimètre supplémentaire de hauteur de serrage équivaut à un millimètre de plage de coupe auquel vous renoncez.

Le problème central : dans l'usinage 5 axes, le maintien de la pièce est le système

Lorsque les quatrième et cinquième axes tournent, chaque élément de la zone de travail tourne également. Un étau doté de mâchoires hautes, une grande palette ou une plaque de fixation qui s'étend loin du centre de la table consomme un espace de coupe précieux et peut obliger le programmeur à choisir un outil plus court ou un angle d'approche différent.

La solution n’est pas simplement une pince plus solide. C'est un système qui établit une donnée fiable et vous permet ensuite d'échanger des modules de luminaires sans perdre cette donnée. Les systèmes à point zéro font exactement cela : une plaque de base montée sur la table de la machine accepte des broches de positionnement et des extracteurs sur n'importe quel accessoire ou palette, et un mécanisme de verrouillage ramène l'accessoire exactement dans la même position à chaque fois.

Cette répétabilité rend le système adapté à la production sans surveillance, aux palettes multiples et même au chargement robotisé.

Ce qui différencie une conception de serrage efficace à cinq axes

Un bon système de serrage de pièce à 5 axes doit répondre à quatre exigences mesurables : accès aux outils, rigidité, répétabilité et vitesse de changement.

  • Accès aux outils : Plus la hauteur de serrage est faible, plus l'outil dispose de place. Un localisateur de point zéro monté à l'intérieur de la table raccourcit la pile de porte-pièces et agrandit la course utilisable de l'axe Z.
  • Rigidité : La force de serrage doit être suffisamment élevée pour résister aux efforts de coupe, mais la conception ne doit pas déformer la pièce. Les systèmes de verrouillage à bille avec une interface conique répartissent la force uniformément, réduisant ainsi le risque de vibration.
  • Répétabilité : Un localisateur de point zéro avec un cône court ou une conicité octogonale atteint généralement une répétabilité de l'ordre de 0,005 mm ou mieux. Cela est important lorsque vous repositionnez un lot de pièces identiques au fil des équipes ou lorsque vous déplacez un appareil entre des machines.
  • Vitesse de changement : Passer d'un appareil à un autre sur une machine à cinq axes peut prendre quelques minutes. Avec une plaque de base à point zéro et un localisateur, le même changement prend quelques secondes.
0,005 mm Répétabilité typique d'un localisateur de point zéro conique
30 secondes Temps de commutation approximatif sur une plaque de base à point zéro
20-30mm Réduction de la hauteur de la pile de luminaires grâce à un localisateur intégré
Comparaison des approches courantes de serrage sur 5 axes
Approche Répétabilité Temps d'installation Idéal pour
Étau manuel /- 0,02mm 2-5 minutes Petits lots, pièces simples
Plaque de base pneumatique point zéro /- 0,005mm ~30 secondesondes Cellules automatisées, fréquence de changement élevée
Localisateur de cône octogonal /- 0,005mm ~30 secondesondes Grande rigidité, pièces volumineuses ou asymétriques

Assemblage du système : localisateurs de point zéro, plaques de base et étaux

En pratique, une solution de serrage à cinq axes est une pile modulaire. La table de la machine reçoit un plaque de base à changement rapide du point zéro . En plus de cela, vous montez soit une palette, un luminaire ou un étau. Le localisateur tire le module supérieur en position avec une force définie, de sorte que la pièce à usiner est positionnée et serrée au même endroit à chaque fois.

Pour les opérateurs qui ont besoin d'une solution compacte, un localisateur automatique de point zéro intégré peut être installé à l'intérieur de la table de la machine. Cette conception réduit davantage la hauteur de la pile car le localisateur se trouve sous la surface de la table, laissant la surface supérieure dégagée.

Pour les petites pièces de précision traitées par lots, un Étau manuel double position 52 mm fournit deux postes de travail et une largeur de mâchoire compacte qui maintient le chemin de coupe dégagé.

52mm Double Position Vise for Precision Batch Machining Étau double position de 52 mm pour l'usinage par lots de précision Cet étau manuel offre deux postes de travail avec une largeur de mâchoire compacte, garantissant des trajectoires de coupe claires pour les petites pièces de précision traitées par lots. Il permet un serrage rapide avec une répétabilité de ±0,01 mm. Voir le produit →

Lorsque les efforts d'usinage sont élevés et que le montage doit rester extrêmement rigide, un localisateur de point zéro à cône octogonal est le meilleur choix. La section octogonale résiste mieux au couple et aux charges latérales qu'une goupille ronde, ce qui la rend adaptée aux pièces de grande taille ou asymétriques.

Octagonal Taper Zero-Point Locator for Rigid Fixturing Localisateur de point zéro conique octogonal pour fixation rigide Conçu pour des forces d'usinage élevées, ce localisateur utilise une section octogonale pour résister au couple et aux charges latérales, ce qui le rend idéal pour les pièces grandes ou asymétriques tout en garantissant une répétabilité de 0,003 mm. Voir le produit →

Pour en savoir plus sur la manière dont les systèmes de point zéro affectent la stabilité dans l'usinage cinq axes, voir comment le serrage au point zéro améliore la stabilité de la pièce dans l'usinage CNC 5 axes .

Que vérifier avant de vous engager dans une configuration de serrage de pièce à 5 axes

  • Compatibilité table de travail et rainure en T : Vérifiez que la plaque de base du point zéro s'adapte au côté de la table et que les positions des rainures en T correspondent à l'espacement du localisateur.
  • Hauteur de la pile : Calculez la hauteur totale de la pile, y compris la plaque de base, le localisateur, la palette et l'étau. Une pile inférieure offre une plus grande plage de coupe.
  • Force de serrage : Faites correspondre la force d'extraction à la force de coupe maximale qui sera appliquée.
  • Disponibilité des accessoires : Vérifiez que les goupilles de positionnement, les extracteurs de verrouillage et les bouchons de protection sont disponibles pour la taille de localisateur spécifique que vous avez choisie.
  • Préparation à l'automatisation : Si vous prévoyez un chargement robotisé ou un système de palettes, choisissez un localisateur de point zéro déverrouillable pneumatiquement.
  • Expansion future : Achetez une plaque de base pouvant accepter plusieurs types de localisateurs, afin de pouvoir étendre le système ultérieurement sans remplacer la table entière.

Lors de l’évaluation des systèmes, recherchez ces attributs : Faible hauteur de pile Verrouillage conique Prêt pour l'automatisation Répétabilité de 0,005 mm

Foire aux questions

Q1 : Quelle est la différence entre un localisateur de point zéro et un étau conventionnel ?

Un localisateur de point zéro est un module qui positionne et verrouille automatiquement un luminaire ou une palette contre une plaque de base. Un étau est un dispositif de serrage qui sécurise la pièce elle-même. Dans une cellule à cinq axes, vous combinez souvent les deux.

Q2 : Puis-je utiliser une plaque de base à point zéro sur une machine à cinq axes existante ?

Oui, dans la plupart des cas. Vous montez la plaque de base directement sur la table de la machine ou sur la pierre tombale, en utilisant les rainures en T existantes. La plaque de base doit être adaptée aux dimensions de la table et à la course X et Y de la machine.

Q3 : Combien de temps de configuration un système de point zéro peut-il économiser dans l'usinage à cinq axes ?

Par rapport au serrage manuel, le changement de point zéro réduit le temps de configuration de plusieurs minutes à environ 30 secondes par changement. Pour les travaux à forte mixité, cela peut restaurer plusieurs heures de temps de broche par équipe.

Q4 : Dois-je choisir des localisateurs de point zéro pneumatiques ou manuels ?

Les localisateurs manuels sont plus simples et moins chers lorsque le même appareil reste longtemps sur la machine. Les localisateurs pneumatiques sont meilleurs lorsque vous automatisez, car le système peut se déverrouiller et se verrouiller sans opérateur.

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