Dans le domaine de l'usinage CNC, la sélection du bon outil de coupe est cruciale pour garantir l'efficacité, la précision et la qualité du produit final. Parmi les différents outils de coupe disponibles, la fraise à bout plat à 2 cannelures se distingue comme une option polyvalente et largement utilisée. En tant que fournisseur de fraises plates à 2 cannelures, je connais bien leurs performances, leurs applications et, plus important encore, la force de coupe qui leur est associée.
Comprendre les bases d'une fraise à bout plat à 2 cannelures
Une fraise à bout plat à 2 cannelures est un type de fraise avec deux arêtes de coupe ou cannelures et une extrémité plate. Les cannelures sont des rainures hélicoïdales qui s'étendent sur toute la longueur de l'outil. Ces flûtes servent à plusieurs fins : elles facilitent l'évacuation des copeaux, réduisent la friction pendant le processus de coupe et améliorent les performances de coupe globales de l'outil.
L'extrémité plate de la fraise lui permet d'effectuer diverses opérations telles que le dressage, le rainurage et le profilage. Avec sa conception à deux cannelures, il offre un bon équilibre entre l'évacuation des copeaux et les performances de coupe, ce qui le rend adapté à une large gamme de matériaux, notamment les métaux, les plastiques et les composites.
Facteurs affectant la force de coupe d'une fraise à bout plat à 2 cannelures
La force de coupe d'une fraise à bout plat à 2 cannelures est influencée par plusieurs facteurs. Voici quelques-uns des principaux déterminants :
1. Matériau de la pièce
Différents matériaux ont des propriétés mécaniques différentes, telles que la dureté, la ductilité et la ténacité. Les matériaux plus durs, comme l'acier inoxydable ou les alliages de titane, nécessitent des forces de coupe plus élevées que les matériaux plus tendres comme l'aluminium ou le laiton. Par exemple, lors de l'usinage du titane, connu pour son rapport résistance/poids élevé et sa faible conductivité thermique, les forces de coupe peuvent être considérablement plus élevées. En effet, le matériau résiste plus fortement à la déformation et la chaleur générée lors de la découpe ne se dissipe pas facilement.
2. Paramètres de coupe
- Vitesse de broche: La vitesse de broche fait référence à la vitesse de rotation de la fraiseuse. Une vitesse de broche plus élevée entraîne généralement une réduction de la force de coupe, car les arêtes de coupe s'engagent plus fréquemment et plus rapidement dans la pièce. Cependant, si la vitesse de broche est trop élevée, cela peut entraîner une usure excessive de l’outil en raison de la génération accrue de chaleur.
- Vitesse d'alimentation: L'avance est la vitesse à laquelle la pièce se déplace par rapport à l'outil de coupe. À mesure que l’avance augmente, la force de coupe a également tendance à augmenter. En effet, plus de matière est enlevée par unité de temps, ce qui nécessite plus de force pour cisailler le matériau.
- Profondeur de coupe: La profondeur de coupe est la distance à laquelle l'outil pénètre dans la pièce. Une plus grande profondeur de coupe signifie que plus de matière est enlevée en un seul passage, ce qui entraîne des forces de coupe plus élevées.
3. Géométrie des outils
La géométrie de la fraise plate à 2 cannelures joue également un rôle crucial dans la détermination de la force de coupe.
- Angle d'hélice: L'angle d'hélice des cannelures affecte la manière dont l'outil s'engage dans la pièce. Un angle d'hélice plus grand peut améliorer l'évacuation des copeaux et réduire les forces de coupe, en particulier lors de l'usinage de matériaux comportant des copeaux longs.
- Angle de coupe: L'angle de coupe est l'angle entre la face de coupe de l'arête de coupe et un plan de référence. Un angle de coupe positif réduit les forces de coupe en permettant au tranchant de cisailler plus facilement le matériau. Cependant, un angle de coupe positif trop important peut affaiblir l’arête de coupe, entraînant une défaillance prématurée de l’outil.
Mesure de la force de coupe d'une fraise à bout plat à 2 cannelures
Il existe plusieurs méthodes disponibles pour mesurer la force de coupe d'une fraise à bout plat à 2 cannelures. Une approche courante consiste à utiliser un dynamomètre. Un dynamomètre est un appareil capable de mesurer les forces agissant sur l'outil de coupe pendant le processus d'usinage. Il s'agit généralement de jauges de contrainte fixées à une structure rigide supportant l'outil. Lorsque l'outil est en fonctionnement, les forces de coupe provoquent une déformation de la structure et les jauges de contrainte convertissent ces déformations en signaux électriques. Ces signaux peuvent ensuite être traités et analysés pour déterminer l'ampleur et la direction des forces de coupe.
Une autre méthode consiste à utiliser des mesures indirectes basées sur la consommation électrique de la fraiseuse. En mesurant la puissance absorbée par le moteur de broche et en tenant compte de l'efficacité du moteur, il est possible d'estimer la puissance de coupe. À partir de la puissance de coupe, la force de coupe peut être calculée à l’aide de l’équation suivante :
[P = F\fois v]
Où (P) est la puissance de coupe, (F) est la force de coupe et (v) est la vitesse de coupe.
Importance de comprendre la force de coupe
Comprendre la force de coupe d'une fraise à bout plat à 2 cannelures est de la plus haute importance pour plusieurs raisons :
1. Durée de vie de l'outil
Des forces de coupe excessives peuvent entraîner une usure prématurée et une casse de l'outil. Lorsque la force de coupe est trop élevée, elle exerce une contrainte supplémentaire sur les arêtes de coupe, ce qui entraîne une usure plus rapide de celles-ci. En optimisant les paramètres de coupe pour maintenir la force de coupe dans une plage acceptable, la durée de vie de l'outil peut être considérablement prolongée, réduisant ainsi le coût global de l'usinage.
2. Finition de surface
Des forces de coupe élevées peuvent provoquer des vibrations dans le système d'usinage, ce qui peut entraîner une mauvaise finition de surface de la pièce. En contrôlant la force de coupe, ces vibrations peuvent être minimisées, conduisant à une finition de surface plus lisse et plus précise.
3. Efficacité d'usinage
Un contrôle approprié de la force de coupe permet de sélectionner les paramètres de coupe optimaux. Cela signifie que le processus d'usinage peut être effectué à une vitesse d'avance et une profondeur de passe plus élevées sans sacrifier la durée de vie de l'outil ou la finition de surface. En conséquence, l'efficacité globale de l'usinage peut être améliorée.
Nos offres : Fraise à bout plat à 2 cannelures et au-delà
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Références
- Boothroyd, G. et Knight, WA (2006). Fondamentaux de l'usinage et des machines-outils. Taylor et François.
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.
- Shah, SH (1999). Processus et équipements de fabrication. Salle Prentice.
