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Services d'usinage CNC 5 axes : solutions d'outillage de précision et de meulage personnalisées

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JS

Publié
Feb 02 2026
  • Usinage CNC 5 axes

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Les services d'usinage CNC 5 axes sont au cœur des solutions de fabrication qui permettent à l'industrie d'aller au-delà des limites de l'usinage traditionnel à trois axes.

Dans le monde de la fabrication d'aujourd'hui, où la plus grande précision et les géométries complexes sont recherchées, l'usinage conventionnel à trois axes a déjà atteint le plafond de ce qu'il peut faire. Il faut reconnaître que, qu'il s'agisse d'implants aérospatiaux ou médicaux, une percée technologique de fabrication révolutionnaire est nécessaire.

Cet article vise à répondre systématiquement aux questions fondamentales sur les services d'usinage CNC 5 axes, à analyser comment ils deviennent la réponse ultime aux outils de précision et aux solutions de meulage personnalisées grâce à des degrés de liberté et de précision inégalés, et à vous aider à faire le choix le plus judicieux et le plus rentable pour votre prochain projet difficile.

Résumé des réponses principales

Vos principaux défis Solution 5 axes de JS Precision Une valeur fondamentale pour vous
Usinage de géométries ultra-complexes Nous avons installé un centre d'usinage 5 axes avec des performances hautement dynamiques pour permettre l'usinage de cinq faces et de surfaces entièrement incurvées dans une seule configuration. Ainsi, les erreurs multi-processus sont éliminées, la liberté et la précision de conception sont améliorées et la chaîne de fabrication est raccourcie.
Garantir une précision au niveau du micron et une qualité de surface supérieure En utilisant un centre d'usinage vertical à 5 axes à haute rigidité et une table rotative de précision, ainsi que des processus avancés, la qualité est garantie. Produire des pièces de haute finition adaptées aux tests fonctionnels ou à la production en petits lots, réduisant ainsi les coûts et les risques.
Contrôle des coûts et des cycles pour les pièces complexes Nous pouvons vous aider depuis l'optimisation de la conception d'usinage 5 axes personnalisée jusqu'à la programmation efficace, avec une tarification transparente. Ainsi, les risques de fabrication sont minimisés dès le début du projet, le coût total de possession est optimisé et les délais de livraison restent compétitifs.

Principaux points à retenir :

  • L'avantage fondamental de la CNC 5 axes est qu'elle peut réaliser l'usinage géométrique le plus difficile en une seule fois, résolvant ainsi parfaitement le problème des erreurs cumulées causées par plusieurs réglages, qui sont la source de la précision.
  • Il est plus important pour un centre d'usinage à 5 axes d'avoir une bonne précision de positionnement (par exemple 0,002 mm), une bonne répétabilité et une rigidité machine puissante que d'avoir plus d'axes.
  • Pour l'usinage 5 axes de pièces complexes, la collaboration avec le fabricant sur la conception de la fabricabilité dès les premières étapes peut économiser jusqu'à 30 % de coûts et de temps.
  • En plus d'être l'un des outils de prototypage les plus ingénieux, les services de fraisage 5 axes constituent également une solution rentable et efficace pour la production de pièces complexes en petites et moyennes séries.

Comment réaliser un usinage de précision ? Solution d'usinage CNC 5 axes de JS Precision

L'usinage CNC 5 axes est essentiel pour l'usinage de très haute précision, et JS Precision a développé un système technique complet autour de cette technologie fondamentale. Notre centre d'usinage à 5 axes peut atteindre une précision de tolérance jusqu'à 0,001 mm, ce qui est nettement meilleur que les 0,005 mm de l'usinage traditionnel à trois axes.

Ce degré de précision est tout à fait conforme à la norme de tolérance dimensionnelle ASME Y14.5-2009. Nous appliquonsun processus de contrôle qualité très strict par lequel nos machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) et nos scanners optiques sont utilisés pour une inspection en plusieurs étapes. Ainsi, nous sommes systématiquement en mesure de maintenir un niveau d'indice de capacité de processus (CpK) supérieur à 1,33.

Pour les composants complexes qui nécessiteraient cinq configurations ou plus en usinage trois axes, nos services d'usinage CNC 5 axes peuvent effectuer le processus d'usinage en une ou deux configurations, économisant ainsi 50 % à 70 % du temps de configuration. En plus de réduire le risque d'erreur humaine, cela entraîne également une réduction de 20 à 30 % des coûts de production globaux.

Dans des scénarios réels, nos solutions ont permis aux clients de l'aérospatiale de réduire leurs taux de rebut de 8 % à 2 %, et aux clients du secteur des appareils médicaux ont pu fabriquer des pièces de très haute précision avec des tolérances aussi basses que 0,0005 mm.

De plus, nous avons rassemblé de de nombreuses réussites dans l'usinage de matériaux difficiles à usiner tels que les alliages de titane et les alliages de nickel, prouvant ainsi notre expertise et notre professionnalisme.

Vous souhaitez réaliser un usinage 5 axes de pièces complexes avec une précision micrométrique ? Contactez immédiatement les ingénieurs de JS Precision, soumettez vos dessins de pièces et recevez une solution gratuite d'optimisation de précision personnalisée pour réduire les risques d'usinage.

Que sont exactement les services d'usinage CNC 5 axes ?

L'usinage CNC 5 axes est un service de fabrication complet qui combine des fonctionnalités très précises, très gratuites et très efficaces.

Contrairement à l'usinage à trois axes, qui limite le mouvement aux axes linéaires X, Y et Z uniquement, cet usinage CNC à 5 axes exploite l'ajout dedeux axes rotatifs (généralement les axes A et C) aux trois axes linéaires. Ainsi, l'outil peut être positionné selon un nombre presque illimité d'angles par rapport à la pièce.

Ses deux utilisations principales sont très spécifiques :

  • Outillage de précision, par ex. noyaux de moules à injection et inserts de moules de moulage sous pression, qui impliquent des surfaces complexes et nécessitent une haute précision.
  • La fabrication de pièces très complexes, par ex. des turbines, des squelettes médicaux et des composants optiques, difficiles à traiter de manière traditionnelle.

Le service d'usinage 5 axes est plus qu'une simple technique d'usinage, c'est une solution complète qui couvre l'optimisation de la conception, la programmation, l'usinage et l'inspection.

Vous voulez savoir si les services d'usinage CNC 5 axes peuvent résoudre vos besoins en matière d'outillage de précision ou d'usinage de pièces complexes ? Faites-nous part de vos exigences en matière de matériaux et de précision pour recevoir un rapport d'analyse de faisabilité gratuit.

Comment fonctionne un centre d'usinage 5 axes ?

Coordination des axes de mouvement : la danse de X, Y, Z, A, C

Un centre d'usinage 5 axes se compose de trois axes linéaires (X, Y, Z) et de deux axes rotatifs (A, C). L'axe A est une rotation autour de l'axe X et l'axe C est une rotation autour de l'axe Z. Le mouvement coordonné de ces axes permet à l'outil d'avoir n'importe quelle position et angle sur la pièce.

Normalement, l'usinage sur trois axes nécessite que la pièce soit repositionnée plusieurs fois, mais l'usinage sur 5 axes peut effectuer l'usinage de plusieurs surfaces d'une pièce avec un seul réglage. C'est le principal avantage de l'usinage CNC 5 axes.

Cerveau de base : systèmes de contrôle CNC haut de gamme

Les systèmes de commande CNC haut de gamme tels que Siemens SINUMERIK ONE et Heidenhain TNC 640 sont au cœur des centres d'usinage 5 axes. Ces systèmes de contrôle utilisent des algorithmes sophistiqués d'interpolation de liaison à cinq axes pour convertir le modèle CAO en une trajectoire d'outil fluide et précise. Ils effectuent également une détection de collision en temps réel pour éviter d'endommager les outils et les machines pendant l'usinage.

Formes structurelles : table rotative double ou table rotative avec tête pivotante

Le centre d'usinage vertical à 5 axes est généralement de deux types structurels principaux :

  • Table rotative double : Les deux axes rotatifs se trouvent du côté de la table de travail. C'est un bon choix pour les petites pièces à plusieurs faces. L'espace de travail est réduit, mais la précision d'usinage est plus élevée.
  • Table rotative avec tête pivotante : Un axe rotatif se trouve sur la table de travail et l'autre sur la tête de broche. C'est une bonne solution pour les pièces à cavité profonde de grande taille. La plage d'usinage est plus grande, mais une plus grande rigidité de la broche est requise.

Centre d'usinage 5 axes​ mouvement simultané.

Figure 1 : Un diagramme animé montrant le mouvement linéaire et de rotation d'un outil autour d'une pièce, illustrant le principe de l'usinage multi-axes.

Comment choisir un centre d'usinage vertical 5 axes hautes performances ?

Fondation de précision : précision et répétabilité du positionnement

Deux critères principaux utilisés pour évaluer la précision d'un centre d'usinage vertical 5 axes sont :

  • Précision du positionnement : elle mesure la distance entre l'emplacement réel de l'outil et son emplacement théorique. Les machines-outils de premier plan peuvent généralement atteindre 0,003 mm.
  • Répétabilité : Il s'agit de l'erreur lorsque l'outil est placé plusieurs fois au même endroit. Généralement 0,0015 mm.

Ces deux paramètres de performance conduisent à la précision dimensionnelle et à la finition de surface des produits.

Garantie de stabilité : rigidité des machines-outils, stabilité thermique et performances dynamiques

  • Rigidité de la machine-outil : Le lit en fonte minérale amortit efficacement les vibrations, améliorant ainsi la stabilité pendant le processus d'usinage.
  • Stabilité thermique : La technologie de compensation de dilatation thermique de la broche aide à maintenir la précision de l'usinage en réduisant l'effet des variations de température.
  • Performance dynamique : À l'aide de moteurs linéaires et de guides à rouleaux, un mouvement à grande vitesse est obtenu, ainsi, les vitesses maximales de broche peuvent être de 30 000 tr/min, ce qui est une vitesse de coupe parfaite pour les alliages d'aluminium.

Support de production à haute efficacité : système d'outillage et de magasin d'outils

  • Capacité du magasin d'outils : Un magasin d'outils avec plus de 60 outils peut répondre aux besoins de la fabrication de composants complexes et ainsi réduire considérablement le temps requis pour l'outil. changer.
  • Vitesse de changement d'outil : Le temps du changeur d'outil automatique (ATC) est inférieur à 2 secondes, ce qui augmente l'efficacité de la production.
  • Outils spécialisés : Des outils à col long conçus spécialement pour l'usinage 5 axes et la technologie d'équilibrage dynamique sont utilisés pour l'usinage à cavité profonde afin d'éviter les interférences de l'outil.

Tableau de comparaison de précision des centres d'usinage 5 axes :

Modèle Précision de positionnement (mm) Répétabilité (mm) Industries applicables
Modèle d'entrée de gamme ±0,005 ±0,002 Machines générales
Modèle milieu de gamme ±0,003 ±0,0015 Pièces automobiles
Modèle Premium ±0,001 ±0,0005 Aérospatiale, Médical

Vous recherchez un centre d'usinage vertical 5 axes performant et économique ? Contactez JS Precision pour obtenir une liste comparative gratuite de sélection de machines-outils et éviter les risques d'approvisionnement.

Unité de centre d'usinage vertical moderne à 5 axes.

Figure 2 : Un centre d'usinage vertical industriel compact à 5 axes avec un boîtier bleu et gris et un boîtier de commande sur le côté.

Quels problèmes les services de fraisage à 5 axes peuvent-ils résoudre et que les services à 3 axes ne peuvent pas résoudre ?

Problème 1 : Usinage de surfaces complexes avec une grande douceur de surface

Si vous regardez une aube et une hélice de turbine, les services de fraisage 5 axes peuvent maintenir l'outil précisément perpendiculairement à la surface tout au long du processus d'usinage. Il ne s'agit donc pas de « l'effet d'étape » dans l'usinage 3 axes, et il obtient une finition de surface élevée (Ra 0,2, 0,8 m). L'usinage 5 axes de pièces complexes de ce type de composant ne peut être réalisé efficacement que grâce à une liaison 5 axes.

Problème 2 : Cavités profondes, contre-dépouilles et éléments inaccessibles

Dans le cas de moules avec éjecteurs coudés et d'implants médicaux avec des structures en contre-dépouille, l'usinage trois axes ne permet pas d'atteindre les zones d'usinage en raison de l'accessibilité limitée. Les services de fraisage 5 axes peuvent modifier l'angle de l'outil via l'axe rotatif pour usiner les parois latérales, les fonds et les zones à angle négatif, ainsi, la liberté de conception des pièces est considérablement élargie.

Problème 3 : "Usinage complet" unique et défini de pièces polyédriques

Par exemple, les culasses de moteur présentent des caractéristiques dans cinq directions différentes. Dans ce cas, l'usinage sur trois axes nécessite cinq réglages, ce qui prendra plusieurs heures. Les services de fraisage 5 axes peuvent terminer tout l'usinage en une seule configuration, ainsi, le temps de configuration est réduit à quelques minutes et les erreurs causées par plusieurs configurations sont éliminées.

Type de pièce d'usinage Erreur d'usinage des services de fraisage 5 axes (mm) Erreur d'usinage sur 3 axes (mm) Temps d'usinage d'une seule pièce (min) Capacité quotidienne (pièces) Coût d'usinage d'une seule pièce (USD)
Pale de turbine ±0,002 ±0,015 45 12 185
Culasse moteur ±0,003 ±0,020 80 8 290
Implant médical ±0,001 ±0,010 35 15 220
Prise en charge des composants optiques ±0,0008 ±0,008 30 18 160
Éjecteur coudé de moule ±0,0025 ±0,012 50 10 145

Schéma des axes de la machine des services de fraisage 5 axes.

Figure 3 : Un schéma technique en coupe indiquant tous les axes (X, Y, Z, B, C) et les composants d'un centre d'usinage à 5 axes.

Comment obtenir un devis pour des services d'usinage 5 axes personnalisés ?

Étape 1 : Fournir une documentation technique claire et complète

La fourniture d'une documentation technique complète est essentielle pour préparer le terrain pour un devis d'usinage 5 axes personnalisé et précis. Les clients doivent fournir un modèle 3D détaillé (de préférence au format STEP) ainsi que des dessins 2D mettant en évidence les dimensions clés, les tolérances et les spécifications de finition de surface.

Étape 2 : Obtenez un devis intelligent incluant des commentaires DFM

Une fois les documents téléchargés sur JS Precision, le système proposera automatiquement un devis préliminaire basé sur les matériaux, le temps et les processus. Dans un délai de 4 heures, un spécialiste de la de la conception pour la fabricabilité (DFM) fournira un rapport détaillé soulignant les points d'optimisation potentiels susceptibles de réduire davantage les coûts.

Étape 3 : Confirmation et suivi transparent du projet

Une fois la commande confirmée, les clients peuvent suivre l'avancement de la production en temps réel via un portail dédié. Aux étapes critiques telles que l'inspection du premier article, des rapports d'inspection et des photos seront remis, rendant l'ensemble du processus gérable et traçable.

Vous souhaitez un devis d'usinage 5 axes personnalisé et transparent ? Soumettez vos documents techniques et recevez un devis détaillé incluant les commentaires DFM dans les 4 heures.

Comment optimiser la conception pour un usinage 5 axes rentable de pièces complexes ?

Règles d'or de la conception : éviter les interférences avec les outils et limiter les paramètres

  • Le rayon du coin intérieur doit être au moins 1/3 du diamètre de l'outil. L'utilisation d'outils ultra petits doit être évitée.
  • Le rapport profondeur/largeur ne doit pas être supérieur à 8:1 afin de minimiser les vibrations et la déflexion de l'outil.
  • Les fonctionnalités qui nécessitent l'accès à des outils trop longs ou fins doivent être évitées. Cela se traduit par un temps d'usinage plus court, une usure moindre des outils et une conformité à la norme ASME. Normes B5.54-2011.

Synergie des matériaux et des procédés : des alliages de titane au PEEK

Type de matériau Vitesse de coupe (RPM) Taux d'usure des outils Exigences de refroidissement Scénarios applicables
Scénarios applicables 30 000 Faible Refroidissement par air Composants structurels aérospatiaux
Acier inoxydable 316L 15 000 Moyen Refroidissement par émulsion Dispositifs médicaux
Alliage de titane Ti6Al4V 12 000 Élevé Refroidissement haute pression Pièces du moteur
PEEK 10 000 Moyen Refroidissement par air Implants médicaux

Différents matériaux ont des caractéristiques de coupe différentes. La sélection des paramètres de processus appropriés peut améliorer l'efficacité de l'usinage et réduire les coûts.

La valeur de la pré-simulation : éviter les erreurs réelles grâce à l'usinage virtuel

Au stade de la programmation FAO, il est nécessaire d'utiliser un logiciel tel que VERICUT pour une simulation complète du parcours d'outil et une détection de collision, qui peut éviter des pertes par collision de machines-outils valant des dizaines de milliers de dollars et optimiser le temps d'usinage. Pour l'usinage 5 axes de pièces complexes, la simulation peut réduire le temps d'essai de coupe de plus de 50 %.

Étude de cas : support de moteur en alliage de titane pour l'aérospatiale, réduit de 18 heures à 5 heures, réduisant le poids de 35 %

Défi : dilemmes de fabrication de composants optimisés en termes de topologie

Un client avait conçu un support moteur à topologie dérivée d'un alliage de titane (Ti6Al4V). La forme était très complexe, comme une topologie en maillage organique avec une surface incurvée et une épaisseur de paroi inégale (la partie la plus fine ne mesure que 1,2 mm).

Le soudage traditionnel de plusieurs pièces était lourd et peu résistant, et l'usinage sur trois axes ne permettait pas d'usiner des surfaces courbes complexes. L'usinage CNC 5 axes était la seule méthode qui pouvait fonctionner.

Solution de précision JS

1.Optimisation collaborative DFM :

Après avoir combiné les fonctionnalités de l'usinage 5 axes de pièces complexes, les ingénieurs ont proposé d'élever certains angles internes très aigus de R2 à R3. Ils ont vérifié à l'aide d'un logiciel d'analyse des tolérances pour rendre égales les zones de tolérance dans les zones non critiques. Cela leur a permis d'usiner plus facilement, le risque d'interférence de l'outil a été réduit, tout en conservant les performances du produit.

2.Outillage dédié et stratégie à grande vitesse :

Pour s'adapter aux caractéristiques de coupe de l'alliage de titane Ti6Al4V, un dispositif à vide dédié a été conçu. La pression du vide a été ajustée avec précision à 0,08 MPa afin de maintenir la rigidité de la pièce à paroi mince.

Une approche de fraisage cycloïdal à grande vitesse (12 000 tr/min), à faible profondeur de coupe et à avance rapide a été utilisée pour réduire considérablement le temps de travail et maintenir la déformation thermique dans les limites de 0,005 mm.

3. Finition continue à cinq axes :

Une fraise sphérique en carbure revêtu de 6 mm a été appliquée. Pour finir toutes les surfaces courbes, un algorithme d'interpolation continue à cinq axes a été utilisé, ce qui a également permis d'obtenir une qualité de surface constante et donc une précision de contour. Le polissage manuel était ensuite inutile, ce qui réduisait considérablement les coûts de main-d'œuvre et le risque de dommages secondaires.

Résultats

Le composant a été fraisé à partir d'une seule ébauche de titane, ce qui a permis de produire avec succès le premier prototype fonctionnel répondant à toutes les exigences de conception.

Le temps d'usinage d'une seule pièce a été ramené des 18 heures estimées à 5 heures, ce qui a permis de réduire les coûts de 45 %. La pièce a survécu à un test de fatigue sous charge de 150 % et était 35 % plus légère que la solution de soudage d'origine, ce qui a conduit le client à passer une petite commande par lots.

Vous souhaitez améliorer considérablement l'efficacité de l'usinage de vos pièces complexes ? Contactez JS Precision, partagez les défis de votre projet et recevez une solution gratuite de services d'usinage CNC 5 axes personnalisée.

Support en titane personnalisé pour usinage 5 axes.

Figure 4 : Un support aérospatial léger et complexe en alliage de titane avec une structure en treillis, présentant des capacités de fraisage multi-axes de précision.

FAQ

Q1 : Dans quelle mesure l'usinage CNC 5 axes est-il plus coûteux que l'usinage CNC 3 axes ?

Normalement, c'est 30 à 100 % plus cher. Cependant, pour les pièces complexes, il peut combiner plusieurs processus, réduire le temps d’outillage et de montage et ainsi, à terme, réduire les coûts. Par conséquent, cela permet d'économiser de l'argent et d'augmenter l'efficacité.

Q2 : Quelle est la précision la plus élevée possible ?

Dans un environnement contrôlé, un centre d'usinage à 5 axes haut de gamme peut fournir de manière fiable une précision de contour de 0,01 mm et une précision de positionnement de 0,002 mm. Cette précision convient à la fabrication haut de gamme.

Q3 : Quelle est la plus grande pièce pouvant être usinée ?

Il est déterminé par le déplacement de la machine-outil. Généralement, le centre d'usinage vertical à 5 axes de JS Precision est conçu pour fonctionner dans une plage XYZ de 800x600x500mm et possède un diamètre de table rotative de 500 mm, capable de gérer une grande majorité des exigences d'usinage.

Q4 : Quel est le délai de livraison habituel entre le devis et la livraison ?

Cela prend normalement environ 5 à 10 jours ouvrables entre la confirmation du document et l'expédition pour les pièces en aluminium de complexité standard, pour les pièces en acier ou les composants plus complexes, cela prend 10 à 15 jours ouvrables, ce qui est en fait plus rapide que la moyenne du secteur.

Q5 : Comment garantissez-vous la cohérence des grands lots de pièces ?

Nous obtenons une cohérence en effectuant une première inspection des pièces entièrement dimensionnelles, en effectuant un échantillonnage SPC des dimensions critiques pendant la production et en calibrant régulièrement les machines-outils avec précision. De cette façon, nous sommes sûrs que chaque lot de pièces sera conforme aux normes de qualité établies.

Q6 : Est-il adapté à la production en petits lots ?

Certainement. Notre service d'usinage 5 axes offre à la fois agilité et efficacité, il s'adapte donc parfaitement à la production de petites et moyennes séries de pièces complexes. Cela vous permet de toujours être prêt à répondre aux demandes du marché.

Q7 : Existe-t-il une quantité minimale de commande (MOQ) ?

Dans le cas de l'usinage personnalisé à 5 axes, nous sommes en mesure de réaliser de petites productions par lots, en commençant par un prototype d'une seule pièce jusqu'à des centaines de pièces. Il n'y a pas d'exigence de MOQ fixe, nous permettant ainsi de répondre de manière appropriée aux besoins des différents clients.

Q8 : Comment la propriété intellectuelle de ma conception est-elle protégée ?

JS Precision adopte plusieurs mesures telles que la signature de NDA avec les clients, le cryptage des transferts de fichiers tout au long du processus et la mise en œuvre d'une gestion de la confidentialité dans la zone de production pour garantir la sécurité à 100 % de vos conceptions, afin que vous n'ayez plus à vous inquiéter.

Résumé

L'usinage CNC 5 axes est passé d'une technologie de pointe à une ressource stratégique fondamentale favorisant l'innovation des produits.

Il ne s'agit pas seulement de traiter des pièces, mais également des principaux moyens permettant de transformer des concepts de conception complexes en une réalité physique fiable avec la plus grande efficacité et un coût optimal. En maîtrisant ses frontières technologiques et sa logique métier, on peut saisir la clé concurrentielle de la fabrication haut de gamme.

Allez-y et faites en sorte que la complexité fonctionne pour vous !

Partagez vos dessins de pièces complexes avec l'équipe d'experts de JS Precision, et nous vous répondrons dans les 24 heures avec une solution d'usinage 5 axes personnalisée, une analyse DFM approfondie et un devis compétitif, vous permettant ainsi de faire le premier pas vers la transformation des plans en objets de précision.

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