La coupe interrompue est un processus d'usinage courant dans diverses industries, telles que l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication en général. Cela implique de couper une pièce présentant des discontinuités, comme des trous, des fentes ou des surfaces inégales. L'utilisation d'une fraise à col long pour la coupe interrompue peut offrir certains avantages, comme l'accès à des cavités profondes ou l'usinage dans des zones difficiles d'accès. Cependant, cela comporte également un ensemble de défis uniques. En tant que fournisseur de fraises à long col, j'ai été témoin de ces défis et j'aimerais partager quelques idées.
1. Vibration et déflexion
L'un des défis les plus importants lors de l'utilisation d'une fraise à long col pour la coupe interrompue est la vibration et la déflexion. La conception à long col de la fraise en bout augmente son rapport longueur/diamètre. Un rapport longueur/diamètre plus élevé rend la fraise en bout plus flexible et plus sujette à la flexion sous les forces de coupe.
Lors d'une coupe interrompue, les forces de coupe changent rapidement à mesure que l'outil entre et sort du matériau. Ces changements brusques de force peuvent faire vibrer la fraise à long col. Les vibrations affectent non seulement la finition de surface de la pièce, mais réduisent également la durée de vie de l'outil. Des vibrations excessives peuvent entraîner une usure prématurée des arêtes de coupe, des écailles et même une casse de la fraise en bout.
Par exemple, dans une opération d'usinage où une fraise à long col est utilisée pour couper une pièce comportant plusieurs trous, chaque fois que l'outil entre et sort d'un trou, la force de coupe change brusquement. Cela peut créer une résonance dans le long cou, le faisant vibrer violemment. Pour atténuer ce problème, des systèmes de porte-outils appropriés sont cruciaux. L'utilisation de pinces de serrage ou de mandrins hydrauliques de haute qualité peut contribuer à réduire les vibrations en offrant une prise plus sûre sur la fraise en bout. De plus, l’optimisation des paramètres de coupe, comme la réduction de l’avance et de la vitesse de coupe, peut également contribuer à minimiser les forces de coupe et ainsi réduire les vibrations.
2. Durée de vie de l'outil
La durée de vie de l'outil constitue un autre défi majeur lors de l'utilisation de fraises à long col pour des coupes interrompues. La combinaison de la flexibilité accrue du col long et des changements rapides des forces de coupe lors d'une coupe interrompue peut conduire à une usure accélérée de la fraise en bout.
Les arêtes de coupe de la fraise en bout sont soumises à des contraintes élevées lors d'une coupe interrompue. Chaque fois que l’outil entre en contact avec le matériau, il subit une charge de choc. Au fil du temps, ces chocs peuvent entraîner l’usure, l’émoussement ou l’écaillage des arêtes de coupe. Le long col rend également plus difficile l’accès efficace du liquide de refroidissement à la zone de coupe. Le liquide de refroidissement est essentiel pour éliminer la chaleur et les copeaux de la zone de coupe, et une mauvaise distribution du liquide de refroidissement peut entraîner une surchauffe de la fraise, réduisant encore davantage sa durée de vie.
UNFraise en bout à col long à nez sphérique à 2 canneluresest souvent utilisé dans les applications de coupe interrompue. Cependant, en raison des défis mentionnés ci-dessus, sa durée de vie peut être plus courte que celle d'une fraise standard dans les opérations de coupe continue. Pour améliorer la durée de vie des outils, l'utilisation de fraises en bout avec des revêtements hautes performances peut être bénéfique. Des revêtements tels que TiAlN (Titanium Aluminium Nitride) ou TiCN (Titanium Carbonitride) peuvent augmenter la dureté et la résistance à l'usure des arêtes de coupe. De plus, garantir une distribution adéquate du liquide de refroidissement grâce à l'utilisation de systèmes de refroidissement traversants ou de buses de refroidissement externes peut contribuer à prolonger la durée de vie de l'outil en gardant les arêtes de coupe froides et en éliminant efficacement les copeaux.
3. Évacuation des copeaux
L'évacuation des copeaux est un aspect critique de tout processus d'usinage, et elle devient encore plus difficile lors de l'utilisation de fraises à long col pour une coupe interrompue. Le long col peut constituer un obstacle à l’écoulement fluide des copeaux hors de la zone de coupe.
Lors d'une coupe interrompue, des copeaux se forment en segments courts et irréguliers. Ces copeaux doivent être retirés rapidement de la zone de coupe pour éviter qu'ils ne soient recoupés et n'endommagent la pièce et la fraise en bout. Le long col peut restreindre le mouvement des copeaux, les obligeant à s'accumuler dans la zone de coupe. Cela peut entraîner un colmatage des copeaux, ce qui peut augmenter les forces de coupe, générer plus de chaleur et finalement entraîner une mauvaise finition de surface et une durée de vie réduite de l'outil.
Pour résoudre le problème d'évacuation des copeaux, des fraises en bout avec des conceptions de flûtes optimisées peuvent être utilisées. Par exemple, les fraises à goujures à hélice variable peuvent aider à briser les copeaux et à améliorer leur évacuation. De plus, l’utilisation d’une vitesse d’avance plus élevée peut parfois aider à repousser plus efficacement les copeaux hors de la zone de coupe. Cependant, cela doit être mis en balance avec le risque d’augmentation des forces de coupe et des vibrations.
4. Exactitude et précision
Maintenir l'exactitude et la précision constitue un défi lors de l'utilisation de fraises à long col pour des coupes interrompues. Les vibrations et les déformations mentionnées précédemment peuvent provoquer des écarts dans les dimensions d'usinage.
La flexibilité de la fraise à long col peut entraîner une perte de précision de positionnement. Lorsque l’outil dévie sous l’effet des forces de coupe, il peut ne pas couper la pièce exactement là où il est prévu. Cela peut entraîner des erreurs dimensionnelles, en particulier dans les applications où des tolérances strictes sont requises. En cas de coupe interrompue, les changements brusques des forces de coupe peuvent également provoquer un léger mouvement de l'outil, affectant encore davantage la précision de l'usinage.
Pour garantir l’exactitude et la précision, il est important d’utiliser une machine-outil rigide. Une machine à haute rigidité peut mieux résister aux forces de coupe et réduire la déflexion de la fraise à long col. De plus, l'utilisation de systèmes de mesure en cours de processus peut aider à surveiller les dimensions d'usinage en temps réel et à effectuer les ajustements nécessaires.
5. Compatibilité des matériaux
Tous les matériaux ne conviennent pas également à la coupe interrompue avec des fraises à long col. Certains matériaux, tels que les aciers trempés ou les alliages à haute résistance, peuvent être particulièrement difficiles à usiner.
Ces matériaux ont une dureté et une résistance élevées, ce qui signifie que les forces de coupe lors d'une coupe interrompue sont encore plus élevées. La fraise à long col peut avoir du mal à couper ces matériaux sans subir une usure ou une casse excessive. De plus, certains matériaux peuvent avoir tendance à se travailler - durcir lors de l'usinage. Cela peut encore augmenter les forces de coupe et rendre plus difficile pour la fraise à long col de maintenir ses performances de coupe.
Lors de l'usinage de matériaux difficiles à couper, il est important de sélectionner la bonne qualité de carbure pour la fraise en bout. Les nuances de carbure à haute ténacité et résistance à l'usure sont plus adaptées à la coupe interrompue de matériaux durs. De plus, l’utilisation de fluides de coupe spécialisés peut contribuer à réduire les forces de coupe et à améliorer l’usinabilité de ces matériaux.
Conclusion
L'utilisation de fraises à long col pour la coupe interrompue offre des possibilités uniques d'usinage dans des zones difficiles d'accès, mais présente également plusieurs défis. Les vibrations et la déflexion, la durée de vie de l'outil, l'évacuation des copeaux, l'exactitude et la précision ainsi que la compatibilité des matériaux sont autant de facteurs qui doivent être soigneusement pris en compte.
En tant que fournisseur de fraises à long col, je comprends l'importance de fournir des solutions à ces défis. En proposant des fraises en bout de haute qualité avec des conceptions, des revêtements et des systèmes de porte-outils appropriés optimisés, nous pouvons aider nos clients à surmonter ces difficultés et à obtenir de meilleurs résultats d'usinage.
Si vous rencontrez des difficultés dans vos applications de coupe interrompue avec des fraises à long col ou si vous souhaitez explorer les meilleures solutions pour vos besoins spécifiques, je vous encourage à nous contacter pour une discussion détaillée. Notre équipe d'experts est prête à vous aider à sélectionner la bonne fraise à long col et à optimiser vos processus d'usinage.
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.
