Le calcul de la charge de copeaux pour les fraises à goujures droites est un aspect essentiel de l'usinage de précision, garantissant des performances optimales de l'outil, la qualité des pièces à usiner et la rentabilité. En tant que fournisseur de fraises à goujures droites, je comprends l'importance de fournir aux clients des connaissances approfondies sur ce sujet, ce qui peut améliorer considérablement leurs opérations d'usinage.
Comprendre la charge des copeaux
La charge de copeaux, également connue sous le nom d'avance par dent (FPT), est la distance parcourue par une arête de coupe dans la pièce à usiner en un tour de la fraise en bout pour chaque dent individuelle. Elle se mesure en pouces par dent (IPT) ou en millimètres par dent (mm/t). La bonne charge de copeaux est cruciale car elle affecte directement les forces de coupe, l'usure des outils, l'état de surface et la productivité globale du processus d'usinage.
Facteurs affectant la charge des copeaux
Plusieurs facteurs clés influencent la charge de copeaux pour les fraises à goujures droites. Le matériau de la pièce à travailler est l'un des facteurs les plus importants. Différents matériaux ont une dureté, une ductilité et une usinabilité différentes. Par exemple, l'usinage de matériaux tendres comme l'aluminium ou le bois nécessite une charge de copeaux plus élevée que l'usinage de matériaux durs comme l'acier inoxydable ou le titane. Une charge de copeaux plus élevée peut être utilisée pour l'aluminium car il est plus facile à couper, réduisant ainsi les risques de frottement de l'outil contre le matériau et de génération de chaleur excessive.
Le nombre de cannelures sur la fraise joue également un rôle important. Les fraises à cannelures droites sont généralement livrées avec un nombre différent de cannelures, et chaque configuration présente ses propres avantages. Les fraises avec plus de cannelures ont généralement une charge de copeaux recommandée inférieure. En effet, lorsque plusieurs cannelures partagent la coupe, chaque flûte a moins de matière à enlever par tour. Par exemple, une fraise à 4 dents aura souvent une charge de copeaux par dent inférieure à celle d'une fraise à 2 dents du même diamètre lors de l'usinage du même matériau.
La vitesse de coupe est un autre facteur. Plus la vitesse de coupe est élevée, plus la charge en copeaux doit être faible et vice versa. Les vitesses de coupe élevées génèrent davantage de chaleur, et si la charge de copeaux est en même temps trop élevée, cela peut entraîner une usure excessive de l'outil, voire une défaillance de l'outil.
Calcul mathématique de la charge des copeaux
Pour calculer la charge de copeaux, nous devons d'abord déterminer la vitesse d'avance (po/min ou mm/min) et la vitesse de broche (RPM) de la fraise en bout, ainsi que le nombre de cannelures sur la fraise en bout. La formule de calcul de la charge en copeaux est la suivante :
[FPT=\frac{FR}{N\times S}]
Où:
- (FPT) est l'avance par dent (charge de copeaux),
- (FR) est la vitesse d'avance (po/min ou mm/min),
- (N) est le nombre de cannelures sur la fraise en bout,
- (S) est la vitesse de broche en tours par minute (RPM).
Par exemple, si nous avons une fraise à cannelures droites à 3 cannelures, la vitesse de broche est réglée à 2 000 tr/min et la vitesse d'avance est de 60 pouces par minute. Nous pouvons calculer la charge de copeaux comme suit :
[FPT=\frac{60}{3\times2000}= 0,01\space IPT]
Considérations pratiques dans le calcul
Dans les opérations d'usinage pratiques, il est important de ne pas se fier uniquement aux formules mathématiques. Nous devons procéder à quelques ajustements en fonction de la situation réelle. Par exemple, si la pièce à usiner présente des irrégularités ou si l'environnement d'usinage présente des vibrations, nous devrons peut-être réduire la charge de copeaux calculée pour éviter la casse de l'outil ou une mauvaise finition de surface.
Lors du choix d'une fraise à goujures droites, il est également essentiel de prendre en compte l'application spécifique. Pour les opérations d'ébauche, une charge de copeaux plus élevée peut être utilisée pour éliminer rapidement la majeure partie du matériau. En revanche, pour les opérations de finition, une charge de copeaux plus faible doit être sélectionnée pour obtenir un meilleur état de surface.
Comparaison avec d'autres types de fraises en bout
Comparons brièvement le calcul de la charge de copeaux pour les fraises à goujures droites avec d'autres types de fraises en bout, commeMoulin à maïsetFraise à compression. Les fraises en bout de maïs sont conçues pour des applications spécifiques, telles que l'usinage de surfaces courbes ou pour être utilisées dans certaines opérations spéciales de travail du bois. Leur calcul de charge de copeaux peut comporter différentes considérations en fonction de la courbure et des propriétés matérielles de la pièce à usiner. De même, les fraises à compression, qui sont souvent utilisées dans le travail du bois pour réduire l'arrachement, ont également des exigences uniques en matière de charge de copeaux en fonction de la direction de la compression et du type de bois usiné. Vous pouvez trouver plus d'informations surMoulin à maïsvia ce lien si vous souhaitez explorer ses applications spécifiques et les calculs de charge de copeaux.
Comprendre les conséquences d'une charge de puce incorrecte
Si la charge en copeaux est trop élevée, plusieurs problèmes peuvent survenir. L’un des problèmes les plus courants est l’usure rapide des outils. La force excessive exercée sur le tranchant peut provoquer un émoussement rapide, entraînant une augmentation des coûts d'usinage en raison du remplacement fréquent des outils. De plus, une charge de copeaux élevée peut rendre les copeaux trop gros pour être correctement évacués de la zone de coupe. Cela peut entraîner une nouvelle coupe des copeaux, ce qui endommagera davantage l'outil et la surface de la pièce à usiner.
À l'inverse, si la charge de copeaux est trop faible, la fraise peut frotter contre la pièce à travailler au lieu de la couper efficacement. Cela génère une grande quantité de chaleur, ce qui peut provoquer des dommages thermiques à la fois à l'outil et à la pièce à usiner. Cela réduit également la productivité du processus d’usinage car il faut plus de temps pour enlever la même quantité de matière.
Ajustement de la charge de copeaux pour différentes applications
Pour l'usinage à grande vitesse, l'ajustement de la charge des copeaux est crucial. Lors de l'usinage à grande vitesse, les forces de coupe doivent être minimisées pour éviter la casse de l'outil. Par conséquent, une charge de copeaux relativement faible est souvent utilisée en combinaison avec une vitesse de broche élevée. Cependant, dans les applications d'ébauche lourdes, nous pouvons augmenter la charge de copeaux pour éliminer rapidement de grandes quantités de matière, à condition que la fraise en bout et l'équipement d'usinage puissent supporter les forces accrues.
Conseils pour optimiser le calcul de la charge des copeaux
Pour optimiser le calcul de la charge en copeaux, il est recommandé de commencer par les recommandations du fabricant pour la fraise en bout et le matériau de la pièce à usiner. Ces recommandations sont basées sur des tests approfondis et constituent un bon point de départ. Ensuite, effectuez quelques essais de coupe et effectuez de petits ajustements en fonction des résultats réels de l'usinage. Surveillez l'usure des outils, l'état de surface et les forces de coupe pendant les essais de coupe, et utilisez ces informations pour affiner la charge des copeaux.
Demande de contact et d'achat
Si vous avez des questions sur le calcul de la charge de copeaux pour les fraises à goujures droites ou si vous êtes intéressé par nos fraises à goujures droites de haute qualité, n'hésitez pas à nous contacter. Notre équipe d’experts est toujours prête à vous fournir des conseils et des solutions professionnels. En choisissant la bonne fraise à goujures droites et en calculant la charge de copeaux appropriée, vous pouvez améliorer considérablement l'efficacité et la qualité de vos opérations d'usinage.
Références
- Manuel d'ingénierie de fabrication, deuxième édition : un guide complet des processus, matériaux et systèmes de fabrication modernes.
- Fondamentaux de l'usinage : un guide pratique
