Dévoiler les secrets de l'outil de coupe à la volée : un guide complet sur les fraiseuses

Des outils tels que l'outil de coupe à la volée sont pratiques pour les machinistes et les ingénieurs. Ils aident à atteindre la précision et la productivité dans diverses opérations de fraisage, y compris la fabrication de surfaces planes étendues et même l'obtention de finitions polies. Il est difficile de penser à un autre outil qui puisse égaler la polyvalence offerte par celui-ci. Mais comment fonctionne-t-il et pourquoi est-il un élément essentiel des fraiseuses modernes ? Outre la mécanique de travail, vous apprendrez également les principales applications et les choses à faire et à ne pas faire avec l'outil de coupe à la volée. Toutes les informations fournies vous aideront à optimiser son application pour obtenir les meilleurs résultats tout en comprenant son importance dans la procédure d'usinage. Dans cet article, nous vous expliquerons comment tirer le meilleur parti de cet outil essentiel et influencer vos capacités de fraisage.

Qu'est-ce que la Coupe-mouche et comment ça marche?

Une fraise à pointe est considérée comme un outil de coupe à pointe unique utilisé pour réaliser des surfaces planes dans les fraiseuses. Elle se compose d'un corps qui porte un outil, généralement en acier rapide ou en carbure, qui tourne pour couper la pièce dans la machine. Contrairement aux outils de coupe à pointes multiples, la fraise à pointe utilise un seul tranchant, ce qui la rend adaptée à la production de finitions de surface élevées sur de grandes surfaces dans différentes formes de fraisage. Elle fonctionne en retirant une quantité de matière lorsque le bord de la fraise passe sur la pièce. La simplicité d'un outil économique le rend polyvalent pour différents processus de fraisage.

Comprendre l' Coupe-mouche Mécanisme

Un outil de coupe à pointe unique est fixé à la périphérie d'une broche rotative et la surface de la pièce est déplacée sous lui. Les surfaces sont coupées dans un mouvement de balayage en arc qui garantit une finition de surface constante. Sa configuration très basse permet de couvrir efficacement de grandes surfaces planes de manière économique, c'est pourquoi il est largement utilisé pour les opérations qui nécessitent précision et rentabilité dans le secteur manufacturier pour les travaux de fraisage.

Composants d'un Outil de coupe à la volée

Un outil de coupe-mouche est composé de plusieurs pièces de base qui fonctionnent en combinaison pour retirer efficacement et avec précision la matière des composants :

Outil À Couper

L'outil de coupe est généralement une fraise à pointe unique en HSS ou en carbure. Elle est boulonnée à une position et un angle prédéterminés qui définissent la qualité de la coupe obtenue. Parfois, des matériaux avancés tels que le diamant polycristallin (PCD) et le nitrure de bore cubique (CBN) sont utilisés pour usiner des matériaux plus durs. Ces matériaux offrent une durée de vie et une efficacité de coupe accrues pour les industries manufacturières.

Broche

La broche est l'axe de rotation de la fraise à volant et entraîne l'outil de coupe. Les fraises à volant sont des broches de fraiseuse boulonnées qui ont une rigidité élevée pour réduire les vibrations de coupe et améliorer la précision de l'usinage. Pour s'adapter à différents matériaux ou profondeurs de coupe, les broches ont des vitesses variables.

Porte-outil

Les bras du porte-outil sont réglables sur le poteau du coupe-mouche pour aider à fixer l'outil de coupe. Le porte-outil remplit la fonction d'une pince à outil et les bras de support sont conçus pour assurer la stabilité tout au long du fonctionnement de l'outil. Ces caractéristiques définissent le porte-outil.

contrepoids

Les compteurs sont montés sur les fraises volantes pour faciliter le fonctionnement de la machine et réduire ainsi la quantité de vibrations rencontrées. Avec ce type de construction, l'équilibre est assuré, en particulier à des vitesses de broche élevées.

Body

Le corps est en grande partie composé de matériaux durables tels que l'acier trempé ou les alliages d'aluminium. Il maintient toutes les autres pièces de la machine et transfère les charges causées pendant le processus de coupe. La rigidité du corps contribue à assurer la précision et à augmenter la durée de vie de l'outil.

Attache

Les vis et boulons classés comme éléments de fixation fixent l'outil de coupe et d'autres composants au corps de la machine. Ces éléments de fixation doivent être fixés à certaines valeurs de couple afin de ne pas perdre en précision et en sécurité de la machine.

Spécifications et données techniques

Diamètre de coupe

Selon les capacités de la machine et les exigences de l'application, les coupe-mouches ont des diamètres de coupe qui peuvent aller de petits, inférieurs à 4 pouces, à plus de 12 pouces.

Vitesse de coupe et avances

La vitesse de coupe moyenne est de 30 à 100 mètres par minute, et la vitesse d'avance, qui est généralement inférieure à la normale en raison de la finition de surface et du type de matériau, est souvent mesurée en millimètres par tour (mm/tr). Dans le fraisage de précision, la qualité de la surface est meilleure lorsque la vitesse d'avance est plus lente.

Compatibilité des matériaux

Pourquoi les fraises Fly sont conçues pour de nombreux matériaux tels que l'acier doux, l'aluminium, les alliages plus tendres, la fonte, etc. En choisissant le matériau d'outil de coupe approprié, une garantie est donnée que les performances optimales en fonction de la dureté de la pièce sont atteintes.

L'efficacité d'un outil de coupe à la volée est déterminée par la sélection et la combinaison de ses composants, ainsi que par les paramètres d'usinage appropriés au matériau et à l'application spécifiques.

Comment utiliser un Coupe-mouche sur un Fraiseuse

L'utilisation d'une fraiseuse à coupe rapide avec une fraiseuse comporte des étapes distinctes qui, si elles sont effectuées avec précision, garantiront un enlèvement de matière efficace et un usinage précis. Les étapes utilisées sont décrites ci-dessous :

Sélection du coupe-mouche

Choisissez une fraise à mouche qui conviendra le mieux au matériau à usiner. Les matériaux plus tendres tels que l'aluminium peut souvent être usiné L'utilisation d'outils en acier rapide (HSS) est toutefois indispensable à mesure que les matériaux deviennent plus durs, comme par exemple l'acier inoxydable. De plus, la finition de surface et la zone de coupe de la pièce à usiner souhaitée doivent être prises en compte lors de la sélection du diamètre de la fraise à mouche.

Réglage de la pièce pour différents types de fraisage

La pièce doit être serrée ou placée dans un étau sur la table de la fraiseuse de manière sûre. Il est essentiel que la pièce soit plate et de niveau afin que les coupes effectuées n'entraînent pas de vibrations ou d'irrégularités. Bien que les tolérances d'usinage aient tendance à différer, un outil volant peut aider à atteindre des tolérances de planéité qui peuvent aller de 0.0005 à 0.001 pouce, cependant, cela dépendra des capacités de la machine et des niveaux de tolérance.

Installation du coupe-mouches

Montez la fraise à mouche sur la broche de la fraiseuse et serrez-la fermement. Le faux-rond doit également être vérifié afin que la fraise ne se désaligne pas pendant les mouvements. Une fraise à mouche déséquilibrée peut entraîner des bavardages qui réduisent la qualité de la surface. Il est donc préférable de garantir l'alignement et l'équilibrage avec un minimum de faux-rond.

Réglage des paramètres de coupe

Sélectionnez la vitesse de broche, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe pour le travail. Ces variables sont déterminées par le matériau usiné ainsi que par les spécifications de l'outil. Par exemple, lors de la découpe à la volée de l'aluminium, il est courant d'utiliser des vitesses de broche comprises entre 1,500 3,000 et 4 10 tr/min avec une vitesse d'avance de XNUMX à XNUMX pouces par minute. Avec des matériaux plus durs comme l'acier, des vitesses et des vitesses d'avance plus lentes sont parfois nécessaires pour limiter l'usure de l'outil.

Exécution de la coupe

Pour commencer, démarrez la fraiseuse et abaissez la fraise sur la pièce à usiner tout en effectuant des passes légères. Les coupes profondes en une seule passe doivent être évitées avant la finition de surface, car l'usure de l'outil et la finition de surface peuvent s'aggraver. Visez une profondeur de coupe comprise entre 0.005 et 0.020 pouces par passe pour obtenir les meilleurs résultats.

La surveillance du processus est essentielle pour une performance optimale de l'outil de coupe. Observez l'opération d'usinage du début à la fin pour vous assurer qu'elle est effectuée correctement avec l'outil de coupe. Vérifiez les bavardages de l'outil, les coupes qui ne sont pas uniformes et la surchauffe du ou des outils, car cela peut nécessiter un réglage de la vitesse de broche ou de la vitesse d'avance. Utilisez des fluides de coupe car ils ont tendance à mieux fonctionner pour les métaux plus durs et à réduire la friction, améliorant ainsi la qualité de la finition de surface lors de l'usinage.

Examen final

Une fois l'opération d'usinage terminée, vérifiez la finition de surface et les dimensions de la pièce pour plus de précision. Selon le matériau et la manière dont le processus est mis en place, la découpe à la volée peut fournir une finition exceptionnellement lisse et une valeur Ra ​​de 16 micropouces ou moins.

Une fraiseuse peut fournir précision et qualité d'usinage lorsqu'elle est utilisée correctement avec une fraise à mouche. Une configuration, un entretien de l'outil et une optimisation des paramètres de travail appropriés sont essentiels pour maximiser la productivité et prolonger la durée de vie de l'outil.

Comparaison Coupe-mouches vers d'autres outils de fraisage

Différence entre Coupe-mouches et Fraises à surfacer

Bien que les fraises à la volée et les fraises à surfacer puissent toutes deux être utilisées pour produire des surfaces planes, elles diffèrent structurellement, opérationnellement et dans leurs utilisations prévues. Les fraises à la volée sont des fraises à pointe unique qui utilisent un bras pour la rotation, ce qui se traduit par un usinage moins coûteux et plus multifonctionnel. Moins de composants se traduisent généralement par des dépenses d'outillage moindres ainsi qu'une plus grande facilité de réaffûtage de la fraise. Les fraises à la volée fonctionnent bien lorsqu'un léger enlèvement de matière et des finitions de surface très lisses sont nécessaires. Il ne s'agit souvent pas de besoins critiques, mais plutôt d'exigences esthétiques.

En revanche, les fraiseuses à surfacer utilisent plusieurs plaquettes de coupe fixées sur un corps d'outil de plus grand diamètre. La configuration à plaquettes multiples offre aux fraiseuses à surfacer à rendement plus élevé la capacité d'éliminer de plus grands volumes de matière en un seul passage à des avances et des vitesses plus élevées. De telles capacités sont certainement avantageuses dans les procédures de production de masse ou les processus difficiles. De plus, les fraiseuses à surfacer surpassent les fraises à la volée lorsqu'elles traitent des matériaux plus durs ou des surfaces de pièces plus grandes. Les multiples lames partagent la force de coupe, ce qui réduit l'usure de l'outil. Par conséquent, une fraiseuse à surfacer peut atteindre des vitesses de coupe de plus de 500 pieds de surface par minute (SFM) et aura des taux d'enlèvement de métal (MRR) plusieurs fois supérieurs à ceux d'une fraise à la volée en fonction de la machine et du matériau.

De plus, les fraises à surfacer ont tendance à utiliser des géométries d'insert et des revêtements plus sophistiqués, comme le carbure revêtu de PVD ou la céramique, qui améliorent leur résistance à l'usure et améliorent leur usinabilité sur matériaux durs comme l'acier inoxydable et le titane. Cependant, la précision et les détails méticuleux nécessaires pour reconditionner ou remplacer les inserts d'outils peuvent entraîner des coûts plus élevés que ceux requis par les fraises à entretien plus simple.

Lors de la comparaison des deux outils, il faut prendre une décision dans laquelle les facteurs pertinents sont les tolérances, les finitions de surface, les matériaux et le volume de production. Les fraises à surfacer offrent une productivité maximale et une efficacité d'enlèvement de matière tandis que les fraises à la volée offrent un outillage plus économique et une meilleure finition de surface.

Quand utiliser Coupe-mouches vs. Fraises en bout

Les fraises à coupe rapide sont utiles pour la finition de zones larges et plates et sont couramment utilisées dans l'usinage en faible volume précisément en raison de leur rentabilité. Elles fonctionnent mieux sur des matériaux plus tendres et dans des situations où une faible force de coupe est nécessaire.

En revanche, les fraises sont plus adaptées aux opérations de contournage, de rainurage ou de poche. Elles fonctionnent bien dans les applications à grande vitesse et sont efficaces contre les métaux plus durs, ce qui les rend adaptées à la plupart des matériaux. De plus, les fraises sont le meilleur choix pour les tolérances plus strictes et les géométries complexes.

Le choix entre les fraises et les fraises volantes dépend de l'opération de traitement particulière, du matériau de la pièce et des exigences de finition.

Avantages de Coupe-mouches dans le Processus de coupe

Les avantages des fraises volantes dans les processus d'usinage apportent des solutions à des problèmes spécifiques :

Les coupe-mouches sont plus rentables

Par rapport aux fraises à queue, les fraises à coupe rapide sont plus abordables. Leur conception comprend soit un insert d'outil amovible, soit un outil de coupe à un seul tranchant, ce qui réduit la fréquence des changements d'outils et réduit les coûts d'exploitation.

Les coupe-mouches ont une finition de surface de qualité

Les coupeuses à coupe rapide permettent de réaliser des finitions de surface pour les grandes surfaces planes qui nécessitent une certaine douceur grâce à leur mouvement de coupe rapide et à leur tranchant à pointe unique. Elles sont donc mieux adaptées aux zones qui nécessitent un degré élevé de douceur et d'uniformité.

Les coupe-mouches sont efficaces sur de grandes surfaces

Parmi les autres outils, les fraises à chanfreiner sont expertes dans l'usinage de surfaces élargies. Elles nécessitent moins de passes pour couvrir des zones plus grandes que les fraises et autres outils, ce qui réduit le temps nécessaire à l'usinage de composants de grande taille.

Les coupe-mouches offrent plus d'options pour la sélection des inserts

Les fraises à mouche sont interchangeables avec les plaquettes de coupe, ce qui permet une adaptabilité à différents matériaux. Elles peuvent être utilisées avec des plaquettes en carbure, en acier rapide ou à pointe diamantée pour les métaux tendres, les métaux durs ou les composites, ce qui permet une polyvalence avec différents matériaux.

Outils de configuration les plus simples

L'installation d'un coupe-mouche, en particulier d'un coupe-mouche à tête en pouces, est relativement facile. Les couteaux à un seul tranchant sont légèrement plus faciles à mettre en place et à entretenir que les outils à plusieurs cannelures qui sont difficiles à manipuler.

Accumulation de chaleur réduite 

Grâce à leur arc de coupe plus large et à leur vitesse de coupe plus lente, les coupe-fils effectuent moins de travail et ne chauffent donc pas aussi vite. Cela permet de minimiser les risques de déformation thermique, en particulier pour les matériaux sensibles à la chaleur comme l'aluminium et les plastiques.

Durée de vie plus longue de l'outil 

La durée de vie utile des fraises à coupe rapide est généralement plus longue que celle des autres outils en raison de la vitesse de coupe plus lente et de l'utilisation d'inserts durables qui entraînent des taux d'usure plus faibles. La durée de vie accrue de l'outil se traduit par une diminution des coûts au fil du temps pour les opérations de fabrication.

En prenant en compte tous ces aspects, un fabricant saura dans quels domaines utiliser des fraises volantes dans l'espoir de réduire les coûts tout en obtenant un rendement d'usinage efficace et de haute qualité.

Choisir la bonne Bit d'outil pour Coupe à la mouche

Types d' Bits d'outils pour Coupe-mouchesHaute vitesse

Forets HSS

Le HSS semble un peu déplacé, il aurait dû être mis en évidence dans l'une des phrases précédentes. Assurez-vous de dire que vous travaillez avec des forets HSS (plutôt que, vous travaillez avec des forets HSS, ce qui est un peu faux). Les forets HSS coupant des matériaux plus tendres comme l'aluminium et l'acier doux peuvent être réalisés avec une bonne ténacité et une résistance à l'usure raisonnable (ce qui semble un peu enfantin, changez-le). De plus, les forets HSS sont très adaptables, ce qui est bien.

Embouts à pointe en carbure 

L'usinage de précision peut être complexe et intimidant pour la plupart des gens, c'est pourquoi ces forets sont idéaux. Les forets à pointe en carbure ont une durée de vie plus longue et une capacité accrue à manipuler des matériaux plus durs, tout en conservant des performances de coupe impeccables (pensez à l'acier inoxydable).

Embouts en acier au cobalt

Remodeler cette section avec encore plus de difficulté, les forets HSS sont plus faciles à utiliser que les forets en acier au cobalt. Les forets en acier au cobalt augmentent la résistance à la chaleur et maintiennent une durabilité impeccable, ce qui les rend parfaitement adaptés à la coupe intense de l'acier inoxydable et du titane ainsi que d'autres matériaux si fastidieux à travailler.

Embouts revêtus de diamant

Comme les matériaux non métalliques, les céramiques ou les composites, ces forets revêtus de diamant ont excellé en matière de résistance à l'usure (c'est-à-dire qu'ils augmentent le niveau de difficulté de ces deux paragraphes). Ils fonctionnent parfaitement pour traiter des surfaces plus dures comme les PCB (oui, développez les acronymes) ou à peu près tout ce qui nécessite un usinage.

Ces mots indiquent clairement que la sélection des forets doit être effectuée avec soin, en tenant compte du matériau, de la finition et des méthodes opérationnelles qui optimisent les performances et l'efficacité souhaitées.

Bénéfices du Carbure vs. Acier à haute vitesse

Les outils de coupe sont fabriqués à partir de deux matériaux populaires, le carbure et l'acier rapide (HSS), tous deux ayant leurs avantages uniques lorsqu'il s'agit de différentes applications d'usinage.

1. L’un des éléments les plus importants lors de l’usinage à l’aide des meilleurs outils est de prendre en compte la dureté ainsi que la résistance à l’usure au fil du temps.

Les outils en carbure sont beaucoup plus rigides que les outils HSS et peuvent supporter des coups plus importants dans des plages d'environ 70 HRC (dureté Rockwell) et les outils HSS mesurent entre 62 et 64 HRC. Les outils seront également capables de lutter contre des problèmes tels que la durée de vie de l'outil ainsi que la résistance à l'usure qui dépend de la quantité de composites abrasifs usinés avec des matériaux similaires ou de la fonte.

2. Productivité et vitesses des outils rotatifs

Par rapport aux outils HSS, les outils en carbure sont capables de travailler à des vitesses de coupe bien plus efficaces. Les outils HSS n'étant efficaces que dans une plage de 20 à 30 mètres par minute, ils sont facilement dépassés par les plus de cent mètres par minute dont les outils en carbure sont capables, selon le matériau. Cette augmentation de la vitesse a une corrélation directe avec la productivité, l'efficacité du temps d'usinage et l'efficacité globale des opérations à volume élevé/de précision.

3. Résistance à la chaleur

Les outils de coupe en carbure sont adaptés aux opérations d'usinage à haute température en raison de leur point de fusion élevé, de leur stabilité thermique et de leur résistance au ramollissement. Ils peuvent conserver leur dureté à des températures allant jusqu'à 800-1000°F, ce qui les rend adaptés aux coupes intensives et à grande vitesse. En revanche, les outils HSS ont tendance à s'adoucir à des températures plus élevées, devenant moins utiles à environ 600°F.

4. Rentabilité 

Bien que les outils en carbure soient plus chers que les outils HSS au départ, leur durée de vie plus longue et leur efficacité accrue compensent souvent ce coût au fil du temps. Ils sont donc idéaux dans les environnements de production qui nécessitent un contrôle du coût par pièce et de la qualité. Les outils HSS sont toutefois moins coûteux et conviennent à un usinage plus général et à faible volume.

5. Polyvalence et robustesse 

Grâce à leur robustesse et à leur résistance à l'écaillage supérieures, les outils HSS sont plus utiles pour l'usinage manuel ou les coupes interrompues, ce qui les rend plus polyvalents. Les outils en carbure sont plus fragiles et sensibles aux fractures et aux défaillances structurelles dues à des impacts violents et à des charges inégales.

Tableau comparatif des principales caractéristiques :

Propriétés	Carbure	Acier rapide (HSS)
Dureté	~70 HRC	~62-64 HRC
Vitesse de coupe	Jusqu'à 100+ m/min	20-30 m/min
Résistance à la chaleur	~800–1,000 XNUMX °F	~600°F
Prix	Coût initial plus élevé	Coût initial inférieur
Ténacité	Coût en adjuvantation plus élevé.	Meilleure performance du béton
Applications appropriées	Haute vitesse, précision	Usage général, sensible aux chocs

En comprenant ces avantages et ces limites, les fabricants peuvent sélectionner le matériau d’outil le plus approprié en fonction des exigences spécifiques d’un projet, en équilibrant des facteurs tels que le coût, la résistance à l’usure, la vitesse de coupe et la ténacité pour des résultats optimaux.

Sélection du meilleur Bit d'outil pour votre Pièce

Pour choisir l'outil optimal pour votre pièce, je prends en compte les détails spécifiques au projet. Par exemple, lorsque les exigences sont la précision et des vitesses de coupe élevées, j'opte pour le carbure car il est extrêmement dur et résistant à la chaleur. Cependant, pour les tâches impliquant des impacts et un usinage plus général, j'utilise de l'acier rapide (HSS) en raison de sa robustesse et de son prix plus abordable. En analysant la rentabilité du matériau de l'outil ainsi que la robustesse, la vitesse de coupe et la résistance à la chaleur requises, je m'assure de répondre aux exigences de la pièce pour garantir des performances optimales.

Applications et avantages de Coupe-mouches

Commun Applications des coupe-mouches

En raison de leur efficacité et de leur conception simple, les fraises à la volée ont trouvé une large gamme d'applications dans les opérations d'usinage. Elles sont l'un des principaux outils utilisés pour le surfaçage de grandes zones plates sur des métaux tels que l'aluminium, l'acier et la fonte. Les fraises à la volée sont souvent utilisées dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile et de l'outillage qui nécessitent des finitions de haute qualité sur les pièces en raison des larges trajectoires de coupe de ces outils.

Les fraises à la volée peuvent également être utilisées sur des matériaux plus tendres comme les composites ou les plastiques qui nécessitent des surfaces propres. Dans les scénarios de faible production, ou lorsque l'on travaille sur des prototypes où des outils d'insertion ou spécialisés économiquement viables ne peuvent pas être utilisés, les fraises à la volée sont idéales. En raison de la possibilité de réglage de ces outils, de nombreux machinistes préfèrent les fraises à la volée car le diamètre du trajet de coupe peut être modifié, ce qui garantit une productivité maximale.

Des tests récents menés sur des tâches d'usinage modernes apportent des preuves à l'appui des affirmations concernant l'efficacité des fraises à la volée. Avec les fraises à la volée, les valeurs moyennes de rugosité de surface lors du traitement de l'aluminium reposent sur 0.4 µm Ra, ce qui dépasse certainement la valeur obtenue avec les têtes de fraisage CNC. Associé au fait que ces outils fonctionnent bien à des vitesses de broche inférieures et fonctionnent avec une puissance de machine limitée, il est clair que les fraises à la volée sont une excellente solution économique dans les configurations à petit budget.

Atteindre Supérieur Finition de surface au Coupe à la mouche

Plusieurs facteurs, notamment la géométrie de l'outil, les propriétés du matériau, les paramètres de coupe et la stabilité de la machine, doivent être pris en compte pour obtenir une finition de surface de haute qualité avec des facteurs importants de coupe à la volée. Bien que ces variables soient modifiées, les machinistes peuvent lisser et affûter des surfaces en aluminium, en laiton et dans certaines nuances d'acier ou de matériaux composites avec précision. Cette optimisation nécessite les compétences d'un spécialiste considérable.

Géométrie des outils et sélection des matériaux

Comme pour d'autres applications, le choix de l'outil de coupe a une plus grande influence sur la qualité de la surface. La découpe à la volée de matériaux sophistiqués tels que l'aluminium et le laiton est particulièrement rapide grâce à l'utilisation de fraises à pointe unique tranchantes et de haute qualité fabriquées à partir de matériaux durables tels que le carbure, les outils en diamant polycristallin (PCD) ou même des plaquettes quadrangulaires moins chères, à condition que les bords soient bien affûtés. L'utilisation d'outils bien conçus avec des angles de coupe et une préparation des bords appropriés permet de réduire les forces de coupe, ce qui entraîne une amplitude plus faible des vibrations responsables de la rugosité de la surface.

Vitesses de coupe et avances

Pour obtenir des finitions de surface uniformes, il est essentiel d'optimiser la vitesse de coupe, mesurée en pieds par minute (SFM), et la vitesse d'avance, mesurée en pouces par minute (IPM). Des études ont montré que pour des valeurs de rugosité inférieures à 0.5 micromètre pour les surfaces en aluminium, il est parfois nécessaire de régler les vitesses de coupe de l'outil entre 600 et 1000 SFM pour des vitesses d'avance faibles inférieures à 0.004 pouce par tour et par outil. Ces réglages minimisent les marques d'outil tout en maintenant une épaisseur de copeaux constante.

Stabilité de la broche et contrôle des vibrations

Lors de l'utilisation de fraises à la volée, la rigidité de la machine ainsi que la stabilité de la broche doivent être maintenues. De légères vibrations peuvent créer des traces de broutage qui gâchent la finition. L'équilibrage de la tête de fraise à la volée est l'un des processus les plus importants. Il a été démontré que l'uniformité de la surface s'améliore encore davantage avec l'utilisation de centres d'usinage à grande vitesse avancés dotés de dispositifs d'amortissement des vibrations. Ces machines ont montré une uniformité de surface améliorée en raison de leur capacité à réduire les vibrations.

Liquide de refroidissement et lubrification

L'application efficace d'un liquide de refroidissement ou d'un liquide de coupe permet d'obtenir une finition de surface plus fine et d'augmenter la durée de vie de l'outil. Les liquides de refroidissement réduisent la température de la pièce, empêchant ainsi la dilatation thermique. Un liquide de refroidissement hydrosoluble appliqué par un système de brumisation répond généralement aux besoins de refroidissement de la pièce lorsqu'elle est en aluminium.

Mesure et contrôle de la qualité

Le développement de nouveaux outils de métrologie de surface, notamment des profilomètres et des scanners optiques, a facilité l'évaluation de la rugosité de surface. Ces appareils permettent de vérifier que les tolérances d'usinage définies sont respectées. La découpe à la volée a atteint un niveau impressionnant de rugosité de surface de 0.4 µm Ra. C'est le niveau de rugosité qui peut être atteint avec un minimum d'effort dans des conditions idéales. La compétitivité du procédé pour les industries telles que l'aérospatiale, la médecine et la fabrication d'optiques qui nécessitent des finitions soignées est due à la capacité de la découpe à la volée à atteindre des niveaux de rugosité de surface idéaux.

Si elle est correctement contrôlée, la découpe à la volée offre des finitions de surface supérieures à aucune autre, tout en étant rentable et moins exigeante en main-d'œuvre que toutes les autres techniques d'usinage.

Mise en place et fonctionnement d'un Coupe-mouche Sans encombre

Configuration appropriée sur un Fraiseuse

Assurez-vous que la pièce est en place

Assurez-vous que la pièce est solidement fixée à la table de fraisage afin qu'il n'y ait aucun mouvement pendant l'opération. Un étau ou des pinces en fonction du matériau et de la taille de la pièce doivent être utilisés.

Aligner le coupe-mouche

Fixez le coupe-mouche et branchez-le sans serrer sur la broche afin que le coupe-mouche puisse être déplacé avec beaucoup de résistance à son mouvement de rotation. Vérifiez que l'outil de coupe est au centre et que le processus d'invention d'un nouvel outil autour de lui ne provoque pas de vibrations ou ne se découpe pas assez bien.

Régler la profondeur de coupe

Réglez l'outil de coupe à la profondeur de coupe souhaitée. Prenez une surface de coupe légère pour éviter d'user l'outil ou d'endommager trop la surface.

CVitesse d'avance et révolutions de l'outil

Le régime de la broche et la distance parcourue par la fraise dans la pièce doivent être préréglés à partir de la périphérie de la machine. Comme toujours, vérifiez les suggestions du fabricant pour vous assurer que les paramètres permettent d'obtenir le meilleur résultat de sortie.

Vérifiez l'outillage de finition de surface 

Assurez-vous que le bord n'est pas endommagé, ébréché ou moins tranchant. Ces conditions sont mauvaises pour la finition de la surface et provoquent une surchauffe, ce que personne ne souhaite.

Faire passer le test

Effectuez un test sur le matériau de simulation pour vérifier les paramètres de la machine, l'étape d'usinage de la pièce et tout autre paramètre. Effectuez les modifications qui vous semblent appropriées avant de tenter d'usiner la pièce.

En respectant strictement chaque détail de la procédure, le coupeur à mouche fonctionnera efficacement et produira des finitions de surface de haute qualité.

Conseils de sécurité pour Coupe à la mouche

Suivez les directives appropriées en matière d'équipement de protection individuelle (EPI) 

Portez toujours des lunettes de sécurité et des lunettes de protection pour protéger vos yeux des particules volantes. De plus, lorsque vous travaillez sur des machines lourdes, des protections auditives, des gants et des chaussures antidérapantes sont également nécessaires.

Serrez correctement les pièces usinées

Vérifiez toujours que la pièce est correctement serrée afin d'éliminer tout risque de déplacement pendant le processus d'usinage. Une pièce mal serrée peut endommager l'outil de coupe ou entraîner des blessures dues à des vibrations excessives ou à une coupe incorrecte.

Maintenez des vitesses sécuritaires

La découpe à la volée nécessite l'utilisation de forces importantes sur l'outil de coupe et la broche. Un fonctionnement au-dessus ou en dessous de la plage de vitesse recommandée ou idéale peut entraîner une usure excessive ou une casse. Par exemple, pour les découpeuses à la volée de grand diamètre, une vitesse inférieure à 2500 XNUMX tr/min est idéale. Cette vitesse favorise également la sécurité et donne les meilleurs résultats.

Évitez tout contact avec les pièces mobiles

Avec la broche et la fraise en mouvement, gardez toujours vos mains à une distance sûre de la machine. Vous ne devez jamais utiliser vos mains pour éliminer les copeaux. Utilisez plutôt un aspirateur ou une brosse.

Examinez les pièces de la machine de temps en temps

Un examen régulier des pièces telles que la broche et les brides et encoches qui maintiennent les pièces montées sur la tête vous aidera à voir s'il existe une possibilité d'usure ou de désalignement qui pourrait être dangereux. Notez que les pièces usées doivent être remplacées immédiatement pour éviter les risques opérationnels.

Assurer un dégagement suffisant des copeaux  

La coupe à la volée génère un volume important de copeaux qui, s'ils ne sont pas éliminés, peuvent interférer avec le processus ou endommager l'outil. Utilisez des systèmes de refroidissement efficaces ou des jets d'air pour garder la zone de coupe libre de toute obstruction.

Contrôle de l'accumulation thermique  

Une action de coupe intensive produira de la chaleur sur l'outil et la pièce. Utilisez du liquide de coupe si nécessaire pour favoriser la dispersion de la chaleur, prolonger la durée de vie de l'outil et empêcher toute dilatation induite par la chaleur d'affecter la précision.

Le respect de ces procédures de sécurité spécifiques permet aux opérateurs de minimiser tous les dangers possibles tout en maximisant l’efficacité et l’efficience des processus de découpe à la volée.

Optimisation Vitesse de coupe et Débit d'alimentation

Pour trouver le juste équilibre entre l'efficacité de l'outil et la qualité de la pièce, il faut obtenir une vitesse de coupe et une avance optimales. La vitesse de coupe, en fonction de l'opération et du matériau correspondant, doit être exécutée aussi efficacement que possible pour une séparation du matériau avec une usure minimale et optimale de l'outil. En même temps, le niveau d'avance doit être suffisant pour maintenir l'action de coupe en cours sans générer de broutage ou de surfaces rugueuses. Demandez conseil à la documentation du fabricant, car les deux sont définis spécifiquement en fonction de la combinaison outil/matériau. Le réglage de ces paramètres est bénéfique car il améliore l'exactitude et la précision, prolonge la durée de vie de l'outil et réduit le coût d'exploitation global.

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Quel est le but d'un outil de coupe à la volée sur une fraiseuse ?

R : Un outil de coupe à la volée est utilisé sur les fraiseuses pour générer des surfaces planes. C'est pourquoi un outil de coupe à la volée est classé parmi les types de fraisage. Un outil de coupe à la volée, qui est systématiquement utilisé sur les fraiseuses CNC, est plus efficace que les techniques de coupe à la volée conventionnelles.

Q : En quoi une fraise volante diffère-t-elle des autres types de fraises ?

A : Contrairement aux autres fraises qui utilisent de nombreux tranchants, une fraise volante n'utilise qu'un ou parfois deux outils. Cette configuration permet au tranchant de se déplacer dans un mouvement circulaire lorsqu'il coupe la pièce, ce qui rend le fraisage des surfaces planes plus simple et plus facile.

Q : Quels sont les avantages d’utiliser une fraise à mouche avec deux embouts ?

R : Par rapport aux fraises à la volée qui intègrent un seul outil, celles qui possèdent deux outils sont plus avantageuses car elles permettent des taux d'enlèvement de matière plus élevés et une meilleure finition de surface. Elles permettent une productivité plus élevée que les autres formes de processus de fraisage à la volée.

Q : Quels matériaux peuvent être utilisés pour les outils d'un coupe-mouche ?

R : Les outils pour fraises à mouche sont généralement fabriqués en acier rapide ou en carbure. Pour les coupes grossières, les outils en carbure ont une plus grande durabilité, peuvent conserver des arêtes de coupe tranchantes plus longtemps et sont plus optimaux pour prolonger la durée de vie de l'outil, ce qui en fait le choix préféré.

Q : Quelles sont les tailles disponibles pour les coupe-mouches et comment sont-elles mesurées ?

R : Les tailles disponibles pour les fraises à mouche sont nombreuses. Elles sont généralement mesurées en fonction du diamètre de la tête de coupe et de la tige. Les dimensions courantes de la tête de coupe incluent le mm pour le diamètre, tandis que le pouce est utilisé pour les tailles de tige afin de s'adapter à diverses machines-outils.

Q : Quel est le processus d'installation d'une fraiseuse sur une fraiseuse ?

R : La fraise à mouche est fixée à la fraiseuse en insérant et en verrouillant la tige dans la broche de la machine. La configuration peut être différente pour différentes machines, mais implique généralement l'utilisation d'une barre de traction ou d'un porte-outil serré de manière à ce que la fraise soit bien agrippée.

Q : Les fraises volantes sont-elles adaptées à une fraiseuse CNC ?

R : Absolument, les machines CNC utilisent régulièrement des fraises volantes. Elles sont extrêmement utiles pour couper des surfaces planes car elles fonctionnent plus rapidement et donnent une finition plus lisse par rapport aux techniques de fraisage traditionnelles.

Q : Quels sont quelques exemples de fraises volantes que l’on peut trouver dans un atelier d’usinage ?

R : Les exemples de fraises à coupe rapide comprennent les types de fraises à outil simple et à outil double. Ces catégories reflètent les différents états de surface et taux d'enlèvement de matière qui peuvent être rencontrés. Différents ateliers d'usinage utilisent ces outils en fonction des besoins de leur projet et du type de matériau qu'ils coupent.

Q : Quels éléments prenez-vous en compte lors du choix d’une fraise volante pour un projet de fraisage ?

R : En fonction de la machine à usiner, il faut tenir compte de plusieurs facteurs, comme le matériau à usiner, la finition de surface, la taille de la fraiseuse et la nécessité d'améliorer sa productivité. Le mouvement rotatif de la fraise, l'angle de coupe et le type de fraisage à réaliser (CNC ou manuel) sont également très importants.

Sources de référence

1. Titre : « Outil de coupe intelligent intégrant un capteur d’ondes acoustiques de surface avec application au processus de coupe à la volée » 

• Auteurs : C. Wang, K. Cheng, R. Rakowski, D. Greenwood, J. Wale
• Année de parution : 2017

Résultats notables : 

• Dans cet article, un outil de coupe intelligent a été développé qui combine l'outil conventionnel avec un capteur d'ondes acoustiques de surface (SAW) pour capturer les forces de coupe en temps réel pendant une opération de coupe à la volée.
• Les résultats prouvent que les forces de coupe peuvent être mesurées efficacement, ce qui est très important pour la préservation de la qualité de surface et la précision des dimensions.

Approche de recherche: 

• Les auteurs ont développé un outil de coupe intelligent basé sur SAW et ont réalisé les essais de coupe avec un dynamomètre Kistler conventionnel. Les résultats indiquent une surveillance efficace en temps réel (Wang et al, 2017).

2. Titre : « Modélisation du parcours d'outil et fabrication d'un réseau de lentilles multi-frontières par découpe à la volée avec décalage d'outil »

• Auteurs : Guoqing Zhang et al.
• Journal : Journal des procédés de fabrication
• Date de publication : 1er janvier 2023

Principales informations : 

• La recherche propose une technique de modélisation du parcours de l'outil pour la fabrication de réseaux de lentilles à limites multiples à l'aide d'un procédé de découpe à la volée.
• Cette technique augmente la cohérence des formes des parcours d’outils, ce qui se traduit par une plus grande précision dans les microstructures produites.

Méthodes de recherche: 

• Ils ont élaboré un algorithme de contrôle de trajectoire d'outil et l'ont mis en œuvre au moyen de tests réels où un résultat mesurable a été directement comparé à celui prévu (Zhang et al. 2023).

3. Titre : « Dynamique des machines-outils de découpe à la mouche de très haute précision – Méthode du système hybride multicorps » 

• Auteurs : Hanjing Luo et autres
• Journal international de la dynamique des systèmes mécaniques
• Date de publication : 1er septembre 2022

Résultats significatifs : 

• Dans le cadre du développement de machines-outils de découpe à la volée de très haute précision, cette étude aborde une problématique spécifique des déformations de la tête de coupe et de la tête du tour, présentant une nouvelle méthode de modélisation dynamique.
• Cette recherche contribue à la littérature existante traitant des phénomènes de vibration des machines-outils, qui sont l’un des facteurs les plus critiques pour maintenir la précision des processus d’usinage.

Approche de recherche: 

• Le modèle dynamique a été établi en utilisant la méthode de la matrice de transfert pour les systèmes multi-corps et a ensuite été vérifié à l'aide de simulations numériques ainsi que de résultats expérimentaux.Lu et al., 2022, pp. 290-307)