Différences entre les machines à tarauder à 2 axes et à 4 axes

Dans le domaine du traitement mécanique, les machines à tarauder sont des équipements essentiels utilisés pour traiter les filetages internes des pièces, largement utilisés dans des industries telles que la construction automobile, les composants électroniques et les machines de précision. Parmi les différents types de taraudeuses, les taraudeuses à 2 axes et 4 axes sont deux modèles couramment utilisés, chacun avec des caractéristiques structurelles, des avantages fonctionnels et des scénarios d'application distincts. Comprendre les différences entre eux est crucial pour que les entreprises puissent sélectionner les équipements appropriés, améliorer l'efficacité de la production et garantir la qualité de la transformation. Cet article détaillera les principales différences entre les machines à tarauder à 2 et 4 axes sous plusieurs aspects, notamment la conception structurelle, les principes de fonctionnement, les capacités fonctionnelles, le champ d'application et le rapport coût/performance.

1. Différences de conception structurelle

La différence la plus fondamentale entre les machines à tarauder à 2 et 4 axes réside dans leur conception structurelle, en particulier le nombre d'axes mobiles et la disposition des têtes de taraudage, qui détermine directement leurs capacités de traitement et leur flexibilité.

1.1 Taraudeuse à 2 axes

Une machine à tarauder à 2 axes se compose généralement de deux axes mobiles principaux : l'axe X (direction horizontale) et l'axe Z (direction verticale). L'axe X est chargé de déplacer la pièce ou la tête de taraudage horizontalement pour ajuster la position du point de taraudage, tandis que l'axe Z contrôle le mouvement vertical de la tête de taraudage pour terminer les actions d'alimentation et de rétraction pendant le processus de taraudage. Dans la plupart des cas, la taraudeuse à 2 axes est équipée d'une ou deux têtes de taraudage, qui sont fixées sur l'axe Z et se déplacent de manière synchrone ou indépendante le long des axes X et Z.

La structure de la taraudeuse à 2 axes est relativement simple et compacte. Il adopte généralement une structure à portique ou en porte-à-faux, avec une petite zone occupée et une installation et un débogage faciles. Le système de contrôle est également relativement simple, réalisant principalement le positionnement de l'axe X et l'alimentation de l'axe Z, ce qui convient aux petites et moyennes entreprises ayant un espace de production limité et des exigences de traitement simples.

1.2 Taraudeuse à 4 axes

Par rapport à la taraudeuse à 2 axes, la taraudeuse à 4 axes ajoute deux axes mobiles supplémentaires sur la base de l'axe X et de l'axe Z, généralement l'axe Y (une autre direction horizontale perpendiculaire à l'axe X) et l'axe A (axe rotatif). L'axe Y élargit la plage de mouvement horizontal de la tête de taraudage ou de la pièce à usiner, permettant un traitement à n'importe quel point du plan horizontal ; l'axe A permet à la pièce ou à la tête de taraudage de tourner autour d'un axe fixe, ce qui est particulièrement adapté au traitement de trous filetés sur la surface circonférentielle de pièces cylindriques ou de pièces de formes irrégulières.

La machine à tarauder à 4 axes a une structure plus complexe, souvent équipée de plusieurs têtes de taraudage (jusqu'à 4 ou plus), et les têtes de taraudage peuvent se déplacer indépendamment le long des axes X, Y et Z et tourner avec l'axe A. La machine est généralement équipée d'un système de commande numérique (NC) plus avancé pour réaliser un contrôle de liaison multi-axes, garantissant la précision et la synchronisation de chaque axe pendant le processus de traitement. En raison de sa structure complexe, la taraudeuse à 4 axes occupe une plus grande surface et nécessite un niveau technique plus élevé pour l'installation, le débogage et la maintenance.

2. Différences entre les principes de fonctionnement

La différence de conception structurelle entraîne des différences significatives dans les principes de fonctionnement des taraudeuses à 2 et 4 axes, notamment en termes de positionnement du traitement, de contrôle des mouvements et d'efficacité du taraudage.

2.1 Principe de fonctionnement de la taraudeuse à 2 axes

Le principe de fonctionnement de la taraudeuse à 2 axes est relativement simple. Tout d'abord, la pièce est fixée sur l'établi et le système de contrôle envoie un signal pour entraîner le déplacement de l'axe X, en positionnant la tête de taraudage au-dessus du trou pré-percé de la pièce. Ensuite, l'axe Z entraîne la tête de taraudage vers le bas à une certaine vitesse, et la tête de taraudage tourne à une vitesse correspondante pour couper les filetages internes de la pièce. Une fois le taraudage terminé, l'axe Z entraîne la tête de taraudage pour qu'elle se rétracte vers le haut, et l'axe X se déplace vers la position de taraudage suivante pour démarrer le cycle de taraudage suivant.

Étant donné que la machine à tarauder à 2 axes n'a que des axes X et Z, elle ne peut traiter que des trous filetés sur le même plan horizontal (ou plan vertical, selon la disposition de la machine) et ne peut pas traiter des trous dans des positions horizontales différentes ou sur la surface circonférentielle de la pièce. Les têtes de taraudage de la plupart des taraudeuses à 2 axes se déplacent de manière synchrone, ce qui convient au traitement de plusieurs trous filetés avec le même espacement et la même position.

2.2 Principe de fonctionnement de la taraudeuse à 4 axes

La taraudeuse à 4 axes adopte un contrôle de liaison multi-axes et son principe de fonctionnement est plus complexe et flexible. Pendant le traitement, la pièce est fixée sur l'établi rotatif (contrôlé par l'axe A) et les axes X, Y et Z coopèrent pour positionner la tête de taraudage à la position de taraudage précise. L'axe A peut entraîner la rotation de la pièce à un certain angle, de sorte que la tête de taraudage puisse traiter des trous filetés sur différentes positions circonférentielles de la pièce. De plus, les multiples têtes de taraudage de la machine à tarauder à 4 axes peuvent fonctionner indépendamment ou de manière synchrone, et chaque tête de taraudage peut être positionnée et alimentée séparément grâce au contrôle des axes X, Y et Z, réalisant le traitement simultané de plusieurs trous filetés avec différentes positions et spécifications.

Le système de commande numérique de la machine à tarauder à 4 axes peut préprogrammer le chemin de traitement, et la machine peut automatiquement terminer les actions de positionnement, de rotation, de taraudage et de rétraction selon le programme, réduisant considérablement l'intervention manuelle et améliorant la précision et l'efficacité du traitement. Surtout dans le traitement de pièces complexes, la fonction de liaison à 4 axes peut éviter le serrage multiple de la pièce, réduire les erreurs de serrage et garantir la coaxialité et la précision de position de chaque trou fileté.

3. Différences de capacités fonctionnelles

En raison des différences de structure et de principe de fonctionnement, les taraudeuses à 2 et 4 axes présentent des lacunes évidentes en termes de capacités fonctionnelles, notamment la flexibilité de traitement, la précision du traitement, l'efficacité du taraudage et l'adaptabilité aux pièces complexes.

3.1 Flexibilité du traitement

La taraudeuse à 2 axes a une flexibilité de traitement limitée. Il ne peut traiter que des trous filetés dans un seul plan (plan X-Z) et ne peut pas traiter des trous dans la direction de l'axe Y ou sur la surface circonférentielle de la pièce. Une fois que la position de traitement ou l'angle du trou fileté change, la pièce doit être resserrée et positionnée, ce qui prend du temps et demande beaucoup de travail. De plus, la taraudeuse à 2 axes est difficile à adapter au traitement de pièces de forme irrégulière et son champ d'application est relativement étroit.

La taraudeuse à 4 axes présente une grande flexibilité de traitement. Avec la coopération des axes X, Y, Z et A, il peut traiter des trous filetés dans n'importe quelle position et angle dans l'espace tridimensionnel, particulièrement adapté au traitement de pièces avec des structures complexes et plusieurs trous filetés avec différentes positions et angles. La fonction de rotation sur l'axe A permet à la machine de traiter des trous filetés sur la surface circonférentielle des pièces cylindriques sans re-serrage, et la commande de liaison multi-axes peut réaliser un serrage unique et un traitement multiple, améliorant considérablement la flexibilité et l'adaptabilité du traitement.

3.2 Précision du traitement

La précision de traitement de la taraudeuse à 2 axes est relativement générale, ce qui convient principalement au traitement de pièces ayant des exigences de faible précision. En raison de la structure simple, l'erreur de positionnement des axes X et Z est relativement importante et la synchronisation des têtes de taraudage est difficile à garantir. De plus, lors du traitement de plusieurs trous filetés, plusieurs serrages entraîneront des erreurs accumulées, affectant la précision de position et la coaxialité des trous filetés.

La taraudeuse à 4 axes adopte un système de commande numérique de haute précision et une structure à haute rigidité, qui offre une précision de traitement plus élevée. Les axes X, Y, Z et A sont tous équipés de guides linéaires et de vis à billes de haute précision, qui peuvent réaliser un positionnement et un mouvement précis, et l'erreur de positionnement peut être contrôlée dans une petite plage. De plus, la méthode de traitement de serrage unique évite les erreurs accumulées causées par un serrage multiple, garantissant la coaxialité et la précision de position de chaque trou fileté, ce qui convient au traitement de pièces de haute précision telles que des composants électroniques et des pièces de machines de précision.

3.3 Efficacité d'exploitation

L'efficacité de taraudage de la machine à tarauder à 2 axes est relativement faible, en particulier lors du traitement de plusieurs trous filetés avec des positions différentes. Comme il ne peut traiter qu'un ou deux trous filetés à la fois et que chaque traitement nécessite un repositionnement et un serrage, le cycle de traitement est long. De plus, la taraudeuse à 2 axes est pour la plupart semi-automatique ou entièrement automatique avec des fonctions simples, et le temps auxiliaire (tel que le serrage et l'alimentation de la pièce) est relativement long.

La taraudeuse à 4 axes a une efficacité de taraudage nettement supérieure. Il est équipé de plusieurs têtes de taraudage, qui peuvent traiter plusieurs trous filetés en même temps ; la commande de liaison multi-axes permet à la machine d'effectuer les actions de positionnement, de rotation et de taraudage en une seule fois, réduisant ainsi le temps auxiliaire ; le système de chargement et de déchargement automatique peut être configuré pour réaliser un traitement entièrement automatique, améliorant encore l'efficacité de la production. Pour la production en série de pièces comportant plusieurs trous filetés, la taraudeuse à 4 axes peut raccourcir considérablement le cycle de traitement et réduire les coûts de production.

4. Différences dans le champ d'application

Les différences de capacités fonctionnelles déterminent que les taraudeuses à 2 et 4 axes sont applicables à différentes industries et scénarios de traitement, et les entreprises doivent les sélectionner en fonction de leurs propres besoins de production.

4.1 Champ d'application de la taraudeuse à 2 axes

La taraudeuse à 2 axes convient principalement aux petites et moyennes entreprises ayant des exigences de traitement simples, des exigences de faible précision et une production en petits lots. Ses scénarios d'application courants incluent :

• Traitement de pièces simples : telles que des plaques plates, des supports et d'autres pièces avec des trous filetés dans un seul plan.

• Traitement de produits de faible précision : tels que les accessoires matériels, les pièces d'estampage et d'autres produits qui n'ont pas d'exigences élevées en matière de précision du filetage et de précision de position.

• Production en petits lots : en raison de sa faible efficacité, il ne convient pas à la production de masse, mais il convient à la production d'essai en petits lots ou au traitement en petits lots de pièces spéciales.

• Espace de production limité : la structure compacte de la taraudeuse à 2 axes occupe une petite surface, ce qui convient aux entreprises disposant d'ateliers de production limités.

4.2 Champ d'application de la taraudeuse à 4 axes

La taraudeuse à 4 axes convient principalement aux grandes entreprises ayant des exigences de traitement complexes, des exigences de haute précision et une production de masse. Ses scénarios d'application courants incluent :

• Traitement de pièces complexes : telles que des pièces automobiles (culasses de moteur, carters de transmission), des composants électroniques (connecteurs de précision) et d'autres pièces avec plusieurs trous filetés dans différentes positions et angles.

• Traitement de produits de haute précision : produits nécessitant une précision de filetage, une précision de position et une coaxialité élevées, tels que les instruments de précision, les pièces d'équipement médical, etc.

• Production de masse : le rendement élevé et la capacité de traitement entièrement automatique de la taraudeuse à 4 axes la rendent adaptée à la production de masse, ce qui peut réduire considérablement les coûts de production et améliorer la cohérence du produit.

• Traitement de pièces de forme spéciale : telles que des pièces cylindriques, des pièces de forme irrégulière, etc., qui nécessitent la rotation de l'axe A pour terminer le traitement des trous filetés.

5. Différences de performances en termes de coûts

Le coût est un facteur important pour que les entreprises choisissent les taraudeuses, et il existe une différence significative dans le rapport coût-performance des taraudeuses à 2 axes et à 4 axes.

5.1 Taraudeuse à 2 axes

La taraudeuse à 2 axes présente les avantages d'une structure simple, d'un faible coût de production et d'un faible prix de vente. Le prix ne représente généralement que 1/3 à 1/2 de celui de la taraudeuse à 4 axes, ce qui convient aux entreprises aux fonds limités. De plus, le coût de maintenance de la taraudeuse à 2 axes est également relativement faible, la technologie de maintenance est simple et les opérateurs ordinaires peuvent effectuer la maintenance et le dépannage quotidiens, ce qui peut réduire les coûts de maintenance et de formation technique de l'entreprise.

Cependant, la machine à tarauder à 2 axes a une faible efficacité et des fonctionnalités limitées, et peut ne pas répondre aux besoins de traitement des entreprises lorsque l'échelle de production augmente ou que la structure du produit devient complexe, ce qui peut nécessiter un investissement secondaire pour remplacer l'équipement.

5.2 Taraudeuse à 4 axes

La taraudeuse à 4 axes a une structure complexe, un coût de production élevé et un prix de vente élevé. Son prix est généralement plusieurs fois supérieur à celui de la taraudeuse à 2 axes, ce qui nécessite que les entreprises disposent de fonds suffisants. De plus, le coût de maintenance de la taraudeuse à 4 axes est également relativement élevé, nécessitant du personnel professionnel et technique pour effectuer l'installation, le débogage et la maintenance, et le coût de formation technique des opérateurs est également relativement élevé.

Cependant, la taraudeuse à 4 axes présente un rendement élevé, une haute précision et une forte flexibilité, qui peuvent répondre aux besoins de traitement de pièces complexes et de production de masse. Pour les entreprises ayant une production à grande échelle et des exigences élevées en matière de produits, la taraudeuse à 4 axes peut améliorer l'efficacité de la production, réduire les coûts de production et améliorer la qualité du produit, ce qui entraîne des coûts plus élevés à long terme. De plus, la taraudeuse à 4 axes a une forte extensibilité et peut être mise à niveau et transformée en fonction des besoins de développement des entreprises, prolongeant ainsi sa durée de vie.

6.Conclusion

En résumé, les taraudeuses à 2 et 4 axes présentent des différences significatives en termes de conception structurelle, de principes de fonctionnement, de capacités fonctionnelles, de champ d'application et de rapport coût/performance. La machine à tarauder à 2 axes est de structure simple, peu coûteuse et adaptée aux petites et moyennes entreprises ayant des exigences de traitement simples, des exigences de faible précision et une production en petits lots ; la machine à tarauder à 4 axes est de structure complexe, coûteuse, mais présente un rendement élevé, une haute précision et une forte flexibilité, adaptée aux grandes entreprises ayant des exigences de traitement complexes, des exigences de haute précision et une production de masse.

Lors de la sélection d'une machine à tarauder, les entreprises doivent tenir compte de manière globale de leurs propres besoins de production, de la structure du produit, des exigences de précision, de l'échelle de production et de l'état des fonds, et choisir l'équipement le plus approprié en fonction de la situation réelle. Pour les entreprises qui en sont au stade initial de développement et qui disposent de fonds limités et de besoins de traitement simples, la taraudeuse à 2 axes est un choix plus rentable ; pour les entreprises qui ont une certaine échelle de développement et qui ont besoin de traiter des produits complexes et de haute précision en grandes quantités, la taraudeuse à 4 axes peut mieux répondre aux besoins de production et aider les entreprises à améliorer leur compétitivité de base sur le marché.