Dévoiler les secrets de la fraise à surfacer parfaite

L'obtention d'excellentes finitions de surface et d'un enlèvement de matière optimal lors de l'usinage repose sur un facteur essentiel :la fraise à surfacerLe problème est que les conséquences d'une sélection erronée de la meilleure fraise à surfacer pour les machinistes et les professionnels de la fabrication sont soit une production inefficace, soit une faillite. Pour aider les fraises à surfacer à sortir de l'obscurité, cet article vise à fournir aux lecteurs des informations essentielles sur la configuration, le fonctionnement et la sélection des fraises à surfacer. Que vos objectifs incluent l'optimisation des performances, la prolongation de la durée de vie de l'outil ou l'amélioration de la qualité de vos pièces finies, ce guide vous permettra de faire les bons choix. Préparez-vous à en savoir plus sur ce qu'il faut pour optimiser l'utilisation d'une fraise à surfacer dans vos opérations d'usinage.

Qu'est-ce qu'une fraiseuse à surfacer et comment fonctionne-t-elle ?

Les fraises à surfacer sont des types spéciaux de fraises utilisées pour couper des surfaces planes. Elles sont conçues pour un usinage efficace en faisant tourner un certain nombre de plaquettes de coupe autour d'un axe, ce qui permet de racler le matériau d'une pièce. Les fraises à surfacer peuvent créer des finitions soignées et des mesures exactes sur les surfaces larges et plates d'un outil. Montées sur une fraiseuse ou un centre d'usinage, les fraises à surfacer sont souvent utilisées pour le contournage, la création de surfaces lisses, le dressage et d'autres procédures similaires. Leur efficacité provient de l'utilisation de plaquettes tranchantes et d'angles de coupe bien conçus qui garantissent les meilleurs résultats lors de l'enlèvement de matière.

Comprendre les procédés de surfaçage

Le surfaçage est une méthode d'usinage qui utilise une fraise rotative pour enlever de la matière sur une pièce afin de produire des surfaces planes ou des contours. Il s'agit d'un outil de coupe ayant un grand diamètre, ce qui permet d'enlever plus de métal dans les zones planes. La réussite du surfaçage dépend des vitesses de coupe, des vitesses d'avance et des matériaux de fraise, qui doivent correspondre à la pièce. Associés à une configuration appropriée de la machine, ces paramètres garantissent la précision et la qualité de la finition de surface. Le surfaçage est utilisé dans divers secteurs, notamment l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication, où la précision de la finition de surface est essentielle.

Découverte des différentes opérations de surfaçage

Les procédés de surfaçage peuvent être subdivisés en plusieurs catégories en fonction de leur objectif et des opérations d'usinage requises. Parmi les exemples, citons le surfaçage conventionnel, le surfaçage en montée, le surfaçage de rainures et le surfaçage de profils. Chacun d'entre eux a ses propres caractéristiques particulières et est choisi en fonction de critères tels que le matériau de la pièce, la finition de surface requise et la productivité.

Fraisage frontal conventionnel

• Il s'agit peut-être de l'opération la plus courante dans laquelle la fraise tourne dans le sens inverse du mouvement d'avance de la pièce. Elle est basique et offre fiabilité et contrôle, donc usinage pour débutants ou usage général. Néanmoins, un frottement excessif peut entraîner une usure importante de l'outil.

Montée Fraisage

• Également connu sous le nom de fraisage descendant, l'outil de coupe tourne dans le sens de l'avance de la pièce. Cela améliore la finition de surface et minimise l'abrasion sur l'outil de coupe, car les forces de coupe ont tendance à pousser la pièce dans l'outil plutôt qu'à l'éloigner de l'outil. Cela convient aux conditions de coupe à grande vitesse et aux pièces de haute précision, telles que celles que l'on trouve dans les industries aérospatiale et médicale.

Fraisage de rainures

• Les opérations de coupe de rainures ou de rainures sur la pièce sont mieux réalisées avec une fraise à rainurer à bord tranchant étroit. Il faut une fraise à surfacer avec une rainure pour accomplir de telles tâches. Le réglage et le contrôle avancé de la vitesse d'avance sont essentiels pour obtenir la déflexion de l'outil et la profondeur de rainure souhaitées.

Fraisage de profil

• Le fraisage de profil est généralement utilisé lorsqu'une pièce présente des formes ou des contours en 3D. L'obtention de résultats optimaux avec cette technique repose en grande partie sur une programmation de précision, faisant souvent appel à Fraisage de profils CNC fraiseuses à grande vitesse.

Paramètres et données pour l'optimisation 

Comme le soulignent les fabricants d'outils de coupe, ces opérations dépendent grandement de la vitesse de coupe, de l'avance, de la profondeur radiale de coupe et de la dureté du matériau à couper. Par exemple, lorsque usinage sur aluminium Pour les alliages, une vitesse comprise entre 800 et 2500 pieds de surface par minute (SFM) peut être utilisée, ce qui permet un retrait rapide du matériau tout en garantissant que la durée de vie de l'outil n'est pas compromise. Pour les matériaux plus durs comme les aciers alliés, la vitesse a tendance à rester entre 150 et 400 SFM. Les vitesses d'avance plus élevées doivent être de 004 à 012 pouce par dent. Les vitesses d'avance lentes aident à contrôler la température en facilitant sa dissipation de l'outil.

Des innovations telles que l'introduction de plaquettes en carbure et en céramique ont grandement amélioré les opérations de surfaçage. De plus, l'utilisation de logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO) facilite la simulation de la construction de parcours de fraisage complexes, minimisant ainsi le temps perdu en production sans valeur ajoutée et améliorant l'efficacité. Le développement de ces innovations contribue à une plus grande efficacité ainsi qu'à l'application du surfaçage dans les procédures d'usinage contemporaines.

Le rôle de la fraise à surfacer et de la machine

La fraise et la machine sur laquelle elle travaille garantissent précision, qualité et flexibilité dans les processus de fabrication. La fraise, qui est une fraise à surfacer et possède de nombreuses plaquettes indexables, est capable de produire un volume de travail élevé tout en conservant une finition de surface acceptable. La construction moderne de la fraise présente des formes complexes et est constituée de nouveaux matériaux tels que le diamant polycristallin (PCD) et le nitrure de bore cubique (CBN) conçus pour des applications à grande vitesse et durables. Ces caractéristiques de l'outil permettent une durée de vie plus longue de l'outil et moins de temps d'arrêt dus au remplacement des plaquettes.

La machine elle-même, c'est une Fraiseuse CNC, maintient la précision et le contrôle nécessaires pour effectuer des opérations de fraisage relativement sophistiquées. Ces machines les plus récentes sont dotées de constructions de broche rigides, de moteurs à couple élevé, d'amortisseurs de vibrations de qualité et à faible coût, et sont capables d'effectuer à la fois l'ébauche et la finition. Les centres d'usinage à grande vitesse peuvent atteindre des vitesses de rotation de broche supérieures à 20000 XNUMX tr/min, garantissant un usinage rapide de certains alliages et matériaux non métalliques.

De plus, la fusion intelligente de la fraise à surfacer et de la machine a permis la mise en place de systèmes de contrôle adaptatifs. Ces systèmes suivent les forces de coupe ainsi que la charge de la broche et la dérive thermique en temps réel, les modifiant en temps réel pour protéger les outils et garantir un enlèvement de matière uniforme. Des études récentes sur l'usinage soulignent que l'utilisation de fraises optimisées sur des machines CNC de haute précision peut augmenter l'efficacité de la production de 30 % et améliorer la finition de surface La qualité est améliorée de 50 pour cent. Cette combinaison de la fraise et de la machine reste un facteur clé de l'amélioration constante des capacités de surfaçage dans les secteurs manufacturiers.

Comment choisir le bon outil pour le surfaçage

Comparaison du fraisage frontal, des fraises à queue et des fraises à coquille

Selon leur utilisation, le fraisage en bout, le fraisage en bout et le fraisage en coquille servent tous à des fins différentes dans le domaine de l'usinage. Un exemple serait la création d'une surface plane de haute qualité sur une large zone, une tâche mieux accomplie à l'aide d'une fraise large efficace utilisant le fraisage en bout. Les fraises en bout sont des outils plus sophistiqués utilisés pour des tâches détaillées comme le contournage, le rainurage ou le bordage. Les fraises en bout sont également considérées comme des fraises en coquille, mais uniquement parce qu'elles sont plus grandes, ce qui permet d'éliminer rapidement de grandes quantités de matière sur des surfaces relativement grandes. Le choix de l'outil dépend de la finition souhaitée de la surface à réaliser, du volume de matière à enlever et de la complexité de l'opération d'usinage.

Évaluation des plaquettes pour le surfaçage

Lors de la sélection des meilleures plaquettes de coupe pour le surfaçage, la géométrie, le revêtement et la composition du matériau ne sont que quelques-uns des facteurs à prendre en compte. Les matériaux les plus couramment utilisés pour la fabrication des plaquettes sont le carbure et le cermet en raison de leur ténacité, de leur résistance à l'usure et de leur durabilité dans des conditions de vitesse élevée. Pour les opérations de surfaçage nécessitant une bonne finition ou une meilleure durée de vie de l'outil, les plaquettes revêtues de diamant polycristallin (PCD) ou de nitrure de bore cubique (CBN) sont plus adaptées.

Un autre aspect important est la géométrie de la plaquette. Les angles de coupe positifs sur une plaquette réduisent les forces de coupe, donc la consommation d'énergie et la génération de chaleur pour les métaux plus tendres comme l'aluminium ou l'acier plus tendre, ce qui les rend plus faciles à usiner. Pour les matériaux plus durs comme acier inoxydable et titane, les coupes à contrôle de géométrie de coupe négative offrent une meilleure résistance des bords et une meilleure résistance à l'usure, ce qui les rend idéales.

Le contrôle des copeaux est également un facteur important pour l'efficacité lors du surfaçage. L'intégration de conceptions de brise-copeaux spécialisées sur la face avant des plaquettes de coupe élimine l'accumulation de copeaux, ce qui permet des opérations plus fluides. Ces conceptions avancées contribuent également à minimiser le risque d'endommagement de l'outil par obstruction.

Les recherches suggèrent que la vitesse d'avance et la vitesse de coupe doivent également se situer dans les limites des spécifications susmentionnées pour atteindre le niveau d'efficacité maximal. Par exemple, les plaquettes en carbure sont censées atteindre des performances optimales à des vitesses de coupe d'environ 300 à 500 m/min lors de l'usinage des aciers, tandis que les plaquettes PCD sont les mieux adaptées à la coupe de métaux non ferreux à des vitesses supérieures à 1000 XNUMX m/min.

En fin de compte, l'analyse des plaquettes repose sur la compréhension de tous les matériaux, de leurs propriétés, des exigences d'application et des paramètres d'usinage. L'utilisation de tels critères définis pour les plaquettes de surfaçage de production augmentera la productivité, minimisera les retards en cours de processus et améliorera la qualité des opérations de surfaçage.

Importance de l'outil de coupe dans le fraisage frontal général

Un outil de fraisage à surfacer pour une machine CNC doit être sélectionné avec soin car il a un impact sur la productivité ainsi que sur la qualité du processus d'usinage. Le choix correct de l'outil maximise le taux d'enlèvement de matière tout en minimisant l'usure de l'outil et en maximisant sa durée de vie. Pour certaines applications, les outils de coupe en carbure ou PCD hautes performances sont préférés en raison de leur durabilité et de leur efficacité. Le choix des outils de coupe améliore la rentabilité de la production et la qualité de la pièce, ce qui les rend de plus en plus importants pour atteindre la précision et l'efficacité dans les processus de fraisage à surfacer.

Les bases du fraisage CNC pour le surfaçage

Optimisation du parcours de l'outil pour les opérations de surfaçage

L'optimisation du parcours d'outil lors des opérations de surfaçage permet d'obtenir une finition de surface de haute qualité, une productivité et un usinage rentable. Des stratégies de conception de parcours d'outil sophistiquées garantissent la réduction du temps de cycle, l'équilibre de l'enlèvement de matière et la prévention de l'usure de l'outil. Une approche couramment utilisée pour résoudre ce problème est un parcours d'outil en spirale ou en zigzag qui garantit l'engagement de l'outil avec le matériau de la pièce, ce qui améliore la qualité de finition.

Les dispositifs de commande CNC modernes permettent des méthodes plus avancées de gestion des trajectoires d'outils telles que le dégagement adaptatif et l'usinage à haute efficacité (HEM). Ces techniques réduisent les vibrations et l'usure des outils car elles contrôlent de manière dynamique les paramètres de coupe pour maintenir une charge de copeaux constante. Les données indiquent que par rapport aux modèles conventionnels, les trajectoires d'outils adaptatives peuvent atteindre des taux d'enlèvement de matière jusqu'à 50 % supérieurs lors de l'utilisation de matériaux difficiles à couper.

De plus, les logiciels de CAO/FAO permettent d'automatiser la génération de trajectoires d'outils adaptatives, ce qui augmente leur précision lors de la simulation d'opérations spécifiques. De telles simulations permettent d'identifier les interférences ou l'inefficacité des trajectoires d'outils afin de minimiser le gaspillage de ressources et de temps. L'application de ces méthodes conduit à un usinage moins agressif, à une réduction des dépenses d'outillage et à une augmentation de la productivité.

Gestion des vitesses de coupe et des taux d'avance

Pour un usinage efficace, une gestion efficace des vitesses de coupe et des vitesses d'avance est essentielle pour les performances, la durée de vie de l'outil et la qualité de finition. La vitesse de coupe est la vitesse d'engagement de l'outil sur la zone de coupe et est généralement mesurée en pieds par minute (SFM) ou en mètres par minute (m/min). La vitesse d'avance détermine la longueur sur laquelle une pièce ou un outil de coupe se déplace vers une direction particulière par minute ou stratégiquement dans un angle particulier, communément appelé tours, et généralement exprimée en pouces par minute (IPM) et en millimètres par tour (mm/tr).

Certaines études ont montré que le choix approprié des vitesses de coupe et des vitesses d'avance dépend du type de matériau usiné, de la géométrie de l'outil utilisé pour la coupe et des conditions de configuration de la machine. Par exemple, Usinage des alliages d'aluminium Les vitesses de coupe plus élevées, de l'ordre de 500 à 1000 SFM, sont souhaitables pour les matériaux plus durs comme l'acier inoxydable ou le titane. De même, les vitesses d'avance sont sensibles aux variations du matériau ; une application excessive de l'augmentation des vitesses d'avance avec des vitesses inadaptées peut entraîner une usure importante de l'outil, une qualité de surface indésirable ou une défaillance complète de l'outil.

Les recherches modernes soulignent la nécessité d’équilibrer le cycle de vie des outils avec l’efficacité de la production. Optimisation des vitesses de coupe Les vitesses d'avance et de coupe peuvent, dans certains cas, augmenter la durée de vie de l'outil de 50 % tout en réduisant le temps de production de 20 %. De plus, les progrès technologiques des machines CNC ont permis de modifier ces paramètres de manière dynamique pendant le processus de coupe, en compensant la coupe en fonction des conditions de coupe. Les experts de diverses industries conseillent de modifier ces paramètres aussi souvent que nécessaire, à l'aide d'applications CAO/FAO contemporaines, pour obtenir des résultats d'usinage efficaces de manière constante.

Avantages de la finition avec des inserts d'essuyage

Finition de surface améliorée

• Les inserts de raclage sont connus pour améliorer la finition de surface. En raison de leur géométrie, ils ont tendance à polir les surfaces au lieu d'effectuer des opérations de polissage ou de finition secondaires. Les recherches indiquent que les inserts de raclage fournissent des valeurs de rugosité de surface moyenne (Ra) jusqu'à 50 % inférieures et offrent des finitions plus fines.

Des taux d'alimentation plus élevés 

• Les plaquettes Wiper sont conçues de manière à maintenir la qualité de surface même avec des vitesses d'avance accrues, augmentant ainsi la productivité jusqu'à 30 % dans certains processus d'usinage nécessitant une production à grande vitesse.

Durée de vie prolongée de l'outil 

• Les plaquettes de coupe sont considérées comme des outils dotés d'un bord défini pour la coupe. Les forces particulières appliquées à la coupe sont réduites et la zone exposée à l'usure est plus grande, ce qui permet d'augmenter la durée de vie de l'outil de 20 à 40 %, réduisant ainsi les coûts d'outillage car les remplacements de plaquettes sont moins fréquents.

Précision dimensionnelle améliorée 

• Les inserts d'essuie-glace réduiront les vibrations et les variations des forces de coupe et aideront à maintenir des tolérances plus strictes qui sont importantes dans certaines industries comme l'aérospatiale et la fabrication automobile.

Polyvalence entre les matériaux 

• Les inserts d'essuie-glace fonctionnent facilement avec un large groupe de matériaux, quelle que soit leur difficulté d'usinage, y compris les alliages, l'acier inoxydable et les métaux non ferreux, ce qui rend ces outils très polyvalents car ils éliminent le besoin de configurer différents outils et permettent donc de gagner du temps et d'éliminer la complexité opérationnelle.

Réduire les temps d'arrêt des machines

• L'utilisation d'inserts de raclage combinés à des passes de finition plus rapides et à des outils plus résistants permet de réduire considérablement le temps d'inactivité des machines. Une étude de cas a démontré que la mise en œuvre d'inserts de raclage en production réduisait le temps d'inactivité des machines de plus de 25 % et maximisait le rendement.

En tirant parti des avantages des inserts d'essuyage, les fabricants peuvent satisfaire à un usinage à très haute efficacité avec des composants finis de très meilleure qualité, ce qui en fait un atout inestimable pour les pratiques d'usinage modernes.

Quels sont les types d’opérations de surfaçage ?

Différence entre le fraisage à grande avance et le fraisage périphérique

Les différentes opérations d'usinage nécessitent chacune des machines-outils et des outils de coupe spécifiques. Comme son nom l'indique, le fraisage de faces et de contours est divisé en deux sous-opérations, le fraisage à grande avance et le fraisage périphérique, qui diffèrent à la fois par leur objectif et leur fonction. Le fraisage à grande avance vise à obtenir une efficacité maximale lors de l'enlèvement de matière en utilisant des valeurs de profondeur de coupe faibles associées à des vitesses d'avance très élevées. Cette méthode est particulièrement adaptée aux opérations d'ébauche dans des matériaux tels que l'acier, les métaux alliés et même les surfaces durcies. L'augmentation de l'avance par dent combinée à des forces de coupe réduites permet au fraisage à grande avance de réduire l'usure de l'outil tout en améliorant la stabilité de la machine. Par exemple, les outils de fraisage à grande avance peuvent atteindre des vitesses de coupe 10 fois supérieures à celles des outils de fraisage standard, réduisant ainsi considérablement les temps de cycle.

Le contraire, le fraisage périphérique, donne la priorité obtenir des tolérances serrées et de meilleures finitions de surface, où la coupe se produit sur le bord extérieur de l'outil rotatif. Cette technique est nécessaire lorsque des contours complexes ou des profils complexes doivent être produits, comme dans la fabrication de matrices et de moules ou la fabrication de composants dans l'industrie aérospatiale. Par rapport au fraisage à grande avance, le fraisage périphérique utilise des vitesses d'avance plus faibles avec des coupes de profondeur axiale plus élevées pour atteindre des niveaux de précision plus élevés avec moins de défauts de surface. Les données suggèrent que les innombrables fraiseuses périphériques T AM peuvent atteindre des tolérances de ± 0.001 pouce, ce qui les rend idéales pour les opérations de finition finale.

Chaque approche a son propre ensemble d'applications, et le choix de l'une ou l'autre dépend des objectifs de fabrication. Alors que le fraisage à grande avance est inégalé pour l'extraction rapide de quantités importantes de matériaux, le fraisage périphérique reste suprême pour le travail de précision. L'intégration stratégique de ces approches augmente encore la productivité tout en garantissant résultats d'usinage optimaux dans les environnements de fabrication contemporains.

Comprendre le surfaçage à grande vitesse par rapport au surfaçage standard

La distinction la plus notable entre le surfaçage à grande vitesse et le surfaçage standard est l'équilibre entre vitesse et précision. Le surfaçage à grande vitesse utilise des vitesses de broche et des vitesses d'avance élevées pour augmenter la productivité en retirant rapidement de la matière. À l'inverse, le surfaçage standard cherche à conserver des finitions de surface plus lisses ainsi que des tolérances plus serrées, ce qui nécessite des vitesses plus lentes. Pour les projets qui nécessitent un débit rapide, je choisirais le surfaçage à grande vitesse, tandis que pour ceux qui nécessitent une qualité de surface fine et une précision, je choisirais le surfaçage standard.

Comment obtenir une finition de surface optimale lors du surfaçage

Réglage de la profondeur de coupe pour obtenir le résultat souhaité

Le réglage de la profondeur de coupe est une tâche importante dans le fraisage de surfaces, car il affecte la finition de surface, l'usure de l'outil et la vitesse à laquelle la matière est enlevée. Si elle est correctement réglée, la profondeur de coupe peut atteindre les résultats souhaités tout en maximisant l'efficacité de l'outil et en minimisant l'usure. Voici les paramètres et valeurs à prendre en compte lors du réglage de la profondeur de coupe :

Faible profondeur de coupe (plage de 0.1 mm à 1 mm)

• Cette gamme permet d'obtenir de meilleures finitions de surface, notamment pour les opérations de finition.
• Réduit les forces de coupe, ce qui permet une durée de vie de l'outil plus longue tout en réduisant la déflexion.
• Hautement recommandé pour les matériaux ayant des tolérances strictes ou les applications nécessitant une usure minimale de l'outil.

Profondeur de coupe modérée (plage de 1 mm à 3 mm)

• Offre un équilibre entre productivité et finition de surface.
• Convient pour la semi-finition où une partie du matériau du dessus doit être retirée pour obtenir la surface finale.

Profondeur de coupe importante (plage supérieure à 3 mm)

• Excellent pour la coupe grossière car il offre le taux d'enlèvement de matière le plus élevé.
• Ils conviennent parfaitement aux coupes d'ébauche lourdes, mais présentent néanmoins l'inconvénient d'avoir une force de coupe plus importante.
• En général, cela conduit à une finition de surface et à une précision médiocres, c'est pourquoi des passes de finition secondaires sont nécessaires.

Après avoir entièrement étudié le type de matériau disponible pour le projet, ses exigences et les machines disponibles, les opérateurs peuvent sélectionner la profondeur de coupe la plus appropriée pour améliorer l'efficacité de l'usinage et la qualité globale.

Techniques pour minimiser les marques de sortie du cutter

Le développement de techniques spéciales qui minimisent les marques de sortie de fraise vise à obtenir une qualité de surface supérieure et à garantir la fiabilité et la durabilité des composants usinés. Les techniques permettant de réduire les marques de sortie de fraise sont énumérées ci-dessous :

Optimiser la stratégie de trajectoire de coupe

• Utilisez le fraisage en montée autant que possible, car il est plus souhaitable que le fraisage conventionnel car il est susceptible de se produire moins de déchirure du matériau à la sortie de la fraise.
• Utilisez des parcours d'outils ayant des angles de désengagement plus petits pour minimiser le contact avec le matériau après la sortie de la fraise.

Utilisez des outils de coupe tranchants et de haute qualité

• Des inspections et des remplacements fréquents sont nécessaires, en particulier pour les outils usés, car les bords émoussés sont plus susceptibles de provoquer des dommages abrasifs aux points de sortie de la fraise.
• Utilisez des outils de coupe revêtus, comme TiAlN ou DLC, destinés aux matériaux durs, car ils permettent finition de surface à améliorer, ce qui diminue la friction.

Ajuster les paramètres de coupe

• Réduisez la vitesse d'avance plus près de la sortie de l'outil pour augmenter la qualité de finition et minimiser l'usure excessive causée par les forces de sortie.
• Optimisez la vitesse de broche réglée pour la coupe afin d'obtenir une coupe efficace sans provoquer de bavardages ni de vibrations.

Mettre en œuvre un montage de pièce approprié

• Le serrage de la pièce doit être effectué à l'aide d'étaux et de pinces de haute précision afin de minimiser les vibrations et le déplacement de la pièce.
• La flexion des sections en surplomb pendant la coupe contribue aux marques de sortie et doit être évitée.

Utilisez des conceptions d'outils innovantes

• Sélectionnez des fraises à géométrie plate, qui améliorent les finitions de surface grâce à leur fonction de lissage à la sortie de la fraise.
• Prendre en compte les outils ayant des géométries d'hélice variables afin de minimiser les vibrations harmoniques qui pourraient réduire la qualité de surface.

Exploiter le liquide de refroidissement et la lubrification

• Utiliser des systèmes de refroidissement haute pression de manière appropriée pour refroidir et lubrifier la zone de contact, abaissant ainsi à la fois la température et la déchirure du matériau aux points de sortie.
• Des fluides de coupe contenant des additifs doivent être utilisés pour améliorer l’action de lubrification et faciliter l’élimination des copeaux.

Exécuter des passes de finition supplémentaires

• Supprimez les marques de sortie de fraise laissées par l'ébauche avec une passe de finition peu profonde supplémentaire, généralement avec une profondeur de coupe inférieure ou égale à un demi-millimètre.
• Lors des passes de finition, réduisez la vitesse et l'avance afin d'obtenir une meilleure finition de surface.

Approches sur mesure

• Pour réduire les bavures molles sur les métaux comme l’aluminium, utilisez un usinage à grande vitesse ainsi que des outils polis.
• Dans le cas des composites, ces outils ont des géométries de compression qui réduisent l'effilochage de sortie et servent à minimiser les marques de sortie.

L'utilisation de ces méthodes permet d'identifier les marques de bordure tout en augmentant la précision et la qualité de surface. En contrôlant l'état de l'outil et les paramètres d'usinage ainsi que les méthodes d'ajustement, moins d'efforts peuvent être utilisés pour obtenir de meilleurs résultats.

Rôle de l'avance par dent et de l'avance par tour

Chaque composant de l'avance par dent et de l'avance par tour a une base indéniable sur le déploiement de l'outil ainsi que sur la productivité ainsi que sur la qualité de la finition de surface.

• Avance par dent (Fz) : Elle est définie comme le nombre de dents multiplié par l'avance de la fraise au cours d'une seule rotation de l'outil de coupe. La charge de copeaux doit être réglée de manière appropriée pour maintenir l'équilibre des composants, que ce soit en cas d'usure excessive ou d'utilisation inadéquate de l'outil. Le calcul de l'avance par dent contribue de manière appropriée à une coupe efficace tout en augmentant la durée de vie de l'outil.
• Avance par tour (Fn) : Il s'agit de la distance totale parcourue par la fraise du côté de l'avance pendant la rotation de l'outil de coupe. Cela s'applique particulièrement aux opérations de tournage dans lesquelles on observe que la vitesse d'avance est prise en compte en fonction de la rotation de l'outil ou de la pièce.

Dans la plupart des applications, avec de bonnes valeurs de consigne transmises au système, les fabricants peuvent s'attendre à des niveaux favorables d'élimination de matière, à de meilleures finitions de surface et à une durée de vie de l'outil plus longue. Ainsi, une productivité optimale est atteinte.

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Quel est le but principal d'une fraise à surfacer dans l'usinage CNC ?

R : Une fraise à surfacer fonctionne de manière à permettre à l'opérateur d'effectuer l'usinage de surfaces planes ou d'une multitude de surfaces planes situées à différentes hauteurs, aussi rapidement et efficacement que possible. Les fraises à surfacer sont particulièrement utiles pour finir la surface d'une barre afin qu'elle puisse s'adapter parfaitement à la dimension requise de la pièce du projet.

Q : En quoi une fraise à surfacer diffère-t-elle des autres outils de coupe, tels que les fraises en bout ?

R : Bien que le fraisage en bout et le fraisage en surface intègrent le même concept d'alimentation de l'outil vers la matière pour l'enlèvement de matière, l'orientation entre la fraise et la matière est perpendiculaire dans le fraisage en bout, tandis que dans le fraisage en bout, elles sont parallèles.

Q : Quelle est la variété des fraises à surfacer et sous quels aspects diffèrent-elles ?

R : Différents styles ou configurations de fraises à surfacer comprennent les fraises à mouche, les fraises à surfacer à plaquettes rondes, F4104, entre autres. Chaque type possède un ensemble distinctif de caractéristiques conçues pour une efficacité élevée dans les opérations de fraisage spécialisées.

Q : Pourquoi une fraise à surfacer à plaquettes rondes est-elle préférée aux autres options ?

R : Il est plus facile d'obtenir une finition de surface plus fine avec une fraise à plaquettes rondes et une vitesse de coupe plus élevée peut être atteinte grâce à sa géométrie. De plus, elle peut contenir un grand nombre d'arêtes de coupe, ce qui la rend efficace dans une variété d'opérations de fraisage.

Q : Quels facteurs doivent être pris en compte lors du choix d'une fraise à surfacer pour l'usinage CNC ?

R : Les éléments à prendre en compte lors du choix d'une fraise à surfacer comprennent le matériau à usiner, la finition de surface attendue, le type de machine disponible horizontalement et verticalement et les besoins spécifiques du travail de fraisage à surfacer. Connaître les différents outils et leurs caractéristiques est très important pour obtenir le résultat souhaité.

Q : De quelle manière les directions de coupe sont-elles liées à l’efficacité et à la qualité des opérations de surfaçage ?

R : Le sens de coupe, comme la rotation de l'outil dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, influence la charge de l'outil et la qualité de finition. Une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre lors du surfaçage est préférable car elle atténue les vibrations et donne une meilleure finition de surface.

Q : Comment le surfaçage bénéficie-t-il des plaquettes de raclage et dans quelles circonstances ces plaquettes sont-elles nécessaires ?

R : Les plaquettes de raclage sont montées sur les fraises à surfacer pour améliorer la finition de surface souhaitée en agissant comme une arête de coupe secondaire qui amène la surface usinée à la géométrie souhaitée. Elles sont utiles dans les opérations de coupe où des vitesses de coupe élevées sont utilisées et où la finition de surface est primordiale.

Q : Quelles autres opérations les fraises à surfacer peuvent-elles effectuer en plus du rainurage et du contournage sur la pièce ?

R : Bien que les fraises à surfacer orientées soient principalement utilisées pour le fraisage de surfaces, elles peuvent également aider à fraiser les rainures. Cependant, pour l'alésage, ces outils sont les moins appropriés.

Q : Quel est le processus d'exécution du fraisage frontal manuel et quelles difficultés rencontrera-t-on ?

R : Le fraisage en bout manuel est réalisé avec la fraise à surfacer montée sur la broche d'une fraiseuse à commande manuelle. Les problèmes incluent le contrôle de la vitesse d'avance et de la profondeur de coupe, qui, si elles ne sont pas contrôlées correctement, peuvent entraîner des problèmes de finition de surface ainsi qu'une usure excessive de l'outil. Il est nécessaire de savoir comment effectuer toutes les opérations de fraisage pour un fraisage en bout manuel correct.

Sources de référence

1. Un modèle prédictif utilisant l'apprentissage automatique pour l'analyse de l'usure des flancs lors du surfaçage de l'Inconel 718

• Auteurs: Tiyamike Banda et al.
• Journal: Journal international des technologies de fabrication avancées
• Date de publication: 4 mars
• Citation: (Banda et al 2023 pp 935-945)
• Principales constatations:
• Modèle de régression prédictif de crête de noyau gaussien formulé pour l'usure des flancs lors du surfaçage de l'Inconel 718.
• Le modèle a utilisé la vitesse de coupe, la vitesse d'avance, la profondeur axiale de coupe et la longueur de coupe comme caractéristiques d'entrée.
• Le modèle a montré une grande précision dans la prédiction de l’évolution de l’usure des outils.
• Méthodologie:
• L’apprentissage automatique a permis d’analyser les données des expériences de mouture.
• Inserts en carbure revêtus TiAlN/NbN par dépôt physique en phase vapeur multicouche ciblé.

2. Prédiction de l'usure des outils lors des opérations de surfaçage d'une pièce en acier inoxydable à l'aide d'un GAN singulier couplé à des modèles d'apprentissage profond LSTM

• Auteurs: M. Shah et al.
• Journal: Journal international des technologies de fabrication avancées
• Date de publication: 20 mai 2022
• Citation: (Shah et al., 2022 pages 723-736)
• Principales constatations:
• Développé une approche pour la prédiction de l'usure des outils qui atténue considérablement les erreurs d'estimation.
• La méthode aide à la construction d’un système de surveillance de l’état des outils en temps réel basé sur l’apprentissage profond.
• Méthodologie:
• Analyse prédictive réalisée avec des GAN singuliers et des modèles d'apprentissage en profondeur LSTM.

3. Lecture transversale d'un graphique : estimation instantanée de l'usure de l'outil lors du fraisage de l'Inconel 718 avec des capteurs intégrés enregistrant la puissance de coupe et la température

• Auteurs: D Liu et autres.
• Journal: Technologie de fabrication avancée internationale.
• Date de parution: Août 16th, 2022.
• Citation:  (Liu et al., 2022, pp. 729-740)
• Points forts:
• Concentré sur l'évaluation de l'usure des outils grâce à la mesure de la force et de la température développées pendant les opérations de coupe.
• A fourni des preuves de diverses relations entre les paramètres de coupe et les caractéristiques d’usure de l’outil.
• Préparation:
• Systèmes de mesure en temps réel utilisés pour la collecte de données pendant le processus de fraisage.

4. Impact des paramètres de coupe sur les mécanismes d'écaillage des outils et les modèles multiples d'usure des outils lors du surfaçage de l'Inconel 718

• Auteurs: D. Liu et al.
• Journal: Lubrifiants
• Date de publication: 9 septembre
• Citation: (Liu et coll., 2022)
• Principales constatations: 
• Nous avons examiné les effets de la vitesse de coupe et de la vitesse d’avance sur l’usure des outils et les mécanismes d’écaillage.
• Découverte de différents modèles d'usure et de leur relation avec les paramètres de coupe.
• Méthodologie: 
• Des tests de fraisage frontal ont été effectués à différentes vitesses de coupe et d'avance.
• Évaluation de la morphologie de l'usure des outils par ANOVA pour tester les effets des paramètres.

5. Fraise

6. Fraisage (usinage)

7. Usinage