L'usinage à grande vitesse a révolutionné l'industrie manufacturière en permettant des taux de production plus rapides, des finitions de surface améliorées et une précision accrue. Les mini-fraises en bout, avec leurs petits diamètres et leurs capacités de coupe élevées, sont devenues des outils indispensables dans cet environnement à grande vitesse. En tant que fournisseur leader de mini-fraises, je comprends l'importance d'optimiser leur utilisation pour obtenir les meilleurs résultats. Dans cet article de blog, je partagerai quelques stratégies clés pour tirer le meilleur parti des mini-fraises en bout dans les opérations d'usinage à grande vitesse.
Comprendre les mini fraises en bout
Les mini fraises en bout sont généralement définies comme des fraises en bout dont les diamètres varient de 0,1 mm à 6 mm. Ils sont conçus pour les applications qui nécessitent une haute précision et des détails fins, telles que le micro-usinage, la fabrication de moules et la production de dispositifs médicaux et de composants aérospatiaux. Ces fraises en bout sont disponibles dans différentes géométries, notamment à nez sphérique, à extrémité plate et à rayon de coin, chacune adaptée à différentes tâches d'usinage.
Dans notre entreprise, nous proposons une large gamme de mini fraises en bout, telles que laFraise à micro-diamètre à nez sphérique à 2 cannelureset leFraise plate micro-diamètre 2 canneluresetFraise plate micro-diamètre 2 cannelures, conçus pour offrir d'excellentes performances dans l'usinage à grande vitesse.
Choisir la bonne mini-fraise
La première étape pour optimiser l’utilisation des mini-fraises consiste à choisir le bon outil pour le travail. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de cette sélection :
Compatibilité des matériaux
Différents matériaux nécessitent différentes géométries et revêtements d’outils de coupe. Par exemple, lors de l'usinage de l'aluminium, un outil avec un angle d'hélice élevé et une arête de coupe tranchante est idéal pour une évacuation efficace des copeaux. En revanche, lorsque l'on travaille avec de l'acier trempé, un outil doté d'un revêtement résistant, tel que le TiAlN, est nécessaire pour résister aux forces et températures de coupe élevées.
Géométrie
La géométrie de la fraise joue un rôle crucial dans ses performances. Les fraises à bout sphérique conviennent au contourage et à l'usinage 3D, tandis que les fraises à bout plat conviennent mieux au rainurage et au surfaçage. Les fraises à rayon d'angle sont utilisées pour réduire les concentrations de contraintes et améliorer la durée de vie de l'outil dans les applications à coins carrés.
Nombre de flûtes
Le nombre de cannelures sur une fraise en bout affecte la vitesse d'avance, la charge de copeaux et la finition de surface. En général, les fraises avec plus de cannelures peuvent prendre des coupes plus légères et des vitesses d'avance plus élevées, ce qui entraîne une meilleure finition de surface. Cependant, ils peuvent également nécessiter plus d’énergie et générer plus de chaleur. Pour les opérations d'ébauche, un nombre inférieur de cannelures (par exemple, 2 ou 3) est souvent préféré, tandis que les opérations de finition peuvent bénéficier de 4 cannelures ou plus.
Optimisation des paramètres de coupe
Une fois la mini-fraise appropriée sélectionnée, l'étape suivante consiste à optimiser les paramètres de coupe, notamment la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe. Ces paramètres ont un impact significatif sur les performances et la durée de vie de la fraise.
Vitesse de coupe
La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle le tranchant de la fraise en bout se déplace par rapport à la pièce à usiner. Il est généralement mesuré en pieds de surface par minute (SFM) ou en mètres par minute (m/min). La vitesse de coupe optimale dépend de plusieurs facteurs, tels que le matériau usiné, le matériau de l'outil et le revêtement de l'outil.
En règle générale, augmenter la vitesse de coupe peut améliorer la productivité, mais cela génère également plus de chaleur, ce qui peut réduire la durée de vie de l'outil. Il est donc important de trouver le bon équilibre. Par exemple, lors de l'usinage d'acier rapide avec une fraise en carbure, une vitesse de coupe d'environ 100 à 200 SFM peut être appropriée.
Vitesse d'alimentation
La vitesse d'avance est la distance parcourue par la fraise en bout par tour de dent. Il est généralement mesuré en pouces par dent (IPT) ou en millimètres par dent (mm/dent). La vitesse d'avance doit être sélectionnée en fonction de la charge de copeaux, qui correspond à la quantité de matière enlevée par chaque arête de coupe au cours d'un tour de la fraise en bout.
Une vitesse d'avance appropriée garantit une évacuation efficace des copeaux et empêche la surchauffe de la fraise. Si l'avance est trop faible, le tranchant peut frotter contre la pièce, provoquant une usure excessive. À l’inverse, si la vitesse d’avance est trop élevée, la fraise en bout peut se briser ou produire un mauvais état de surface.
Profondeur de coupe
La profondeur de coupe fait référence à l'épaisseur du matériau enlevé en un seul passage. Il doit être optimisé en fonction de la résistance de la fraise en bout et de la puissance de la machine. En général, les fraises en bout plus petites peuvent tolérer des profondeurs de coupe plus petites. Pour les mini-fraises en bout, une profondeur de coupe de 0,2 à 0,8 fois le diamètre de l'outil est souvent recommandée.
Maintien correct de l'outil et configuration de la pièce à usiner
Assurer un bon maintien de l'outil et une configuration correcte de la pièce est crucial pour le succès des opérations d'usinage à grande vitesse avec des mini-fraises en bout.
Porte-outil
Un système de maintien d'outil rigide et précis est essentiel pour minimiser la déviation et les vibrations de l'outil. Les mandrins à pinces, les mandrins hydrauliques et les supports à ajustement rétractable sont couramment utilisés pour maintenir les mini-fraises en bout. Ces supports offrent une force de serrage et une concentricité élevées, ce qui contribue à améliorer les performances de coupe et la durée de vie de l'outil.
Configuration de la pièce
La pièce à usiner doit être solidement serrée pour éviter tout mouvement pendant l'usinage. Toute vibration ou désalignement peut entraîner de mauvaises finitions de surface, des bris d'outils ou des dimensions inexactes. L'utilisation d'un étau, d'un luminaire ou d'un mandrin magnétique peut aider à garantir une configuration stable de la pièce.
Liquide de refroidissement et lubrification
L'utilisation du bon liquide de refroidissement et de la bonne lubrification est un autre aspect important de l'optimisation de l'utilisation des mini-fraises en bout dans l'usinage à grande vitesse.
Liquide de refroidissement
Le liquide de refroidissement aide à réduire la température au niveau du tranchant, à éliminer les copeaux et à prévenir les dommages aux pièces et aux outils. Il existe deux principaux types de liquides de refroidissement : à base d’eau et à base d’huile. Les liquides de refroidissement à base d’eau sont plus couramment utilisés en raison de leur capacité de refroidissement élevée et de leur faible coût. Cependant, ils peuvent nécessiter un entretien adéquat pour empêcher la croissance bactérienne.
Lubrification
Les lubrifiants peuvent réduire la friction entre le tranchant et la pièce, améliorant ainsi l'évacuation des copeaux et la finition de surface. Dans l'usinage à grande vitesse, les lubrifiants peuvent être appliqués de différentes manières, notamment par liquide de refroidissement par inondation, par brouillard de liquide de refroidissement et par lubrification à quantité minimale (MQL). MQL est une option populaire car elle utilise une petite quantité de lubrifiant, réduisant ainsi les déchets et les coûts tout en fournissant une lubrification efficace.
Surveillance et maintenance des outils
Une surveillance et une maintenance régulières des outils sont essentielles pour garantir les performances continues des mini-fraises en bout dans l'usinage à grande vitesse.
Surveillance des outils
La surveillance de l'état de la fraise pendant l'usinage peut aider à détecter précocement l'usure et les dommages. Cela peut se faire par inspection visuelle, en utilisant des capteurs pour mesurer les forces de coupe ou les vibrations, ou en surveillant l'état de surface de la pièce. Si des signes d'usure excessive ou de dommages sont détectés, la fraise doit être remplacée immédiatement pour éviter d'autres problèmes.
Entretien des outils
Un bon entretien des outils comprend le nettoyage, l’affûtage et le revêtement des fraises en bout. Après chaque utilisation, les fraises doivent être nettoyées pour éliminer les copeaux et les résidus de liquide de refroidissement. L'affûtage peut restaurer le tranchant et prolonger la durée de vie de l'outil, mais il doit être effectué par un professionnel pour garantir la géométrie correcte. Le revêtement des fraises en bout peut améliorer leurs performances et leur durabilité, en particulier lors de l'usinage de matériaux difficiles.
Conclusion
L'optimisation de l'utilisation des mini-fraises en bout dans l'usinage à grande vitesse nécessite une combinaison de sélection d'outils appropriée, de paramètres de coupe optimisés, de maintien précis de l'outil et de configuration de la pièce, d'un liquide de refroidissement et d'une lubrification efficaces, ainsi que d'une surveillance et d'un entretien réguliers des outils. En suivant ces stratégies, les fabricants peuvent atteindre une productivité plus élevée, de meilleurs états de surface et une durée de vie plus longue des outils.
Si vous souhaitez en savoir plus sur nos mini-fraises ou si vous avez des exigences d'usinage spécifiques, nous serions ravis de vous entendre. Contactez-nous pour discuter de vos besoins et découvrir comment nos produits peuvent vous aider à optimiser vos opérations d'usinage à grande vitesse.
Références
- Boothroyd, G. et Knight, WA (2006). Fondamentaux de l'usinage et des machines-outils. Presse CRC.
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2013). Ingénierie et technologie de fabrication. Pearson.
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.
