Quelle est la vitesse de coupe d’une fraise d’ébauche ?

Dans le monde de l'usinage, les fraises d'ébauche jouent un rôle central dans l'élimination efficace de grandes quantités de matière d'une pièce à usiner. L'un des facteurs les plus critiques qui déterminent les performances d'une fraise d'ébauche est la vitesse de coupe. En tant que fournisseur de fraises d'ébauche de haute qualité, on me demande souvent quelle est la vitesse de coupe appropriée pour ces outils. Dans ce blog, je vais approfondir le concept de vitesse de coupe pour les fraises d'ébauche, les facteurs qui l'influencent et comment déterminer la vitesse de coupe optimale pour vos applications spécifiques.

Comprendre la vitesse de coupe

La vitesse de coupe, souvent désignée par (V), est définie comme 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) dans le système impérial ou en mètres par minute (m/min) dans le système métrique. Une vitesse de coupe appropriée est essentielle pour obtenir un enlèvement de matière efficace, maintenir la durée de vie de l'outil et garantir la qualité de la surface usinée.

Si la vitesse de coupe est trop faible, la fraise risque de frotter contre la pièce au lieu de la couper proprement. Cela peut entraîner une usure accrue des outils, un mauvais état de surface et des temps d'usinage plus longs. D’un autre côté, si la vitesse de coupe est trop élevée, la chaleur générée au niveau de l’arête de coupe peut provoquer une surchauffe de l’outil, entraînant une usure rapide de l’outil, un écaillage, voire une casse de l’outil.

Facteurs influençant la vitesse de coupe

Plusieurs facteurs influencent la vitesse de coupe d’une fraise d’ébauche. Examinons de plus près ces facteurs :

Matériau de la pièce

Le type de matériau usiné est l’un des facteurs les plus importants affectant la vitesse de coupe. Différents matériaux ont des duretés, des ténacités et des propriétés thermiques différentes. Par exemple, l’usinage de l’aluminium, qui est un matériau relativement tendre, permet des vitesses de coupe plus élevées que l’usinage de l’acier trempé.

• Aluminium: Les alliages d'aluminium sont connus pour leur excellente usinabilité. Les vitesses de coupe des fraises d'ébauche en aluminium peuvent varier de 300 à 1 000 SFM (90 à 300 m/min), en fonction de l'alliage spécifique et de la géométrie de l'outil.
• Acier: La vitesse de coupe de l'acier varie considérablement en fonction de sa dureté. Pour l'acier doux, les vitesses de coupe peuvent être d'environ 100 à 300 SFM (30 à 90 m/min), tandis que pour l'acier trempé, les vitesses peuvent chuter à 30 à 100 SFM (9 à 30 m/min).
• Acier inoxydable: L'acier inoxydable est plus difficile à usiner que l'acier doux en raison de ses caractéristiques de ténacité et d'écrouissage élevées. Les vitesses de coupe pour les fraises d'ébauche en acier inoxydable vont généralement de 60 à 200 SFM (18 à 60 m/min).

Matériau de l'outil

Le matériau de la fraise d'ébauche a également un impact majeur sur la vitesse de coupe. Les matériaux d'outils courants comprennent l'acier rapide (HSS), le carbure et les alliages à base de cobalt.

• Acier rapide (HSS): Le HSS est un matériau d'outillage traditionnel relativement peu coûteux. Cependant, sa résistance à la chaleur est inférieure à celle du carbure. Les vitesses de coupe des fraises d'ébauche HSS sont généralement inférieures à celles des fraises en carbure. Par exemple, dans l'aluminium, une fraise en HSS peut avoir une vitesse de coupe d'environ 200 à 400 SFM (60 à 120 m/min), tandis qu'une fraise en carbure peut fonctionner à des vitesses plus élevées.
• Carbure: Le carbure est un choix populaire pour les fraises d'ébauche en raison de sa dureté élevée, de sa résistance à l'usure et de sa résistance à la chaleur. Les fraises en carbure peuvent supporter des vitesses de coupe plus élevées que les fraises en HSS. Dans l'usinage de l'acier, les fraises en carbure peuvent atteindre des vitesses de coupe allant jusqu'à 300 SFM (90 m/min) ou plus, en fonction de la qualité spécifique du carbure et du matériau de la pièce à usiner.
• Alliages à base de cobalt: Les alliages à base de cobalt offrent un bon équilibre entre dureté et ténacité. Ils sont souvent utilisés pour l'usinage de matériaux difficiles à couper. Les vitesses de coupe des fraises d'ébauche à base de cobalt se situent généralement entre celles des fraises HSS et des fraises en carbure.

Géométrie de l'outil

La géométrie de la fraise d'ébauche, telle que le nombre de cannelures, l'angle d'hélice et l'angle de coupe, peut également affecter la vitesse de coupe.

• Nombre de flûtes: Les fraises en bout avec moins de cannelures permettent généralement des vitesses d'avance plus élevées et, dans certains cas, des vitesses de coupe plus élevées. UNFraise d'ébauche à 3 cannelurespeut fournir un bon équilibre entre le taux d’enlèvement de matière et l’évacuation des copeaux. Moins de cannelures signifie plus d'espace pour que les copeaux s'échappent, réduisant ainsi le risque de colmatage des copeaux et permettant une coupe plus efficace.
• Angle d'hélice: Un angle d'hélice plus élevé peut améliorer l'évacuation des copeaux et réduire les efforts de coupe. Les fraises en bout avec un angle d'hélice élevé peuvent souvent être utilisées à des vitesses de coupe plus élevées, en particulier lors de l'usinage de matériaux produisant des copeaux longs, comme l'aluminium.
• Angle de coupe: L'angle de coupe affecte les forces de coupe et la formation des copeaux. Un angle de coupe positif réduit les forces de coupe, permettant ainsi d'augmenter la vitesse de coupe. Cependant, un angle de coupe positif très important peut réduire la résistance du tranchant.

Capacité des machines-outils

Les capacités de la machine-outil, telles que sa puissance, sa plage de vitesse de broche et sa rigidité, limitent également la vitesse de coupe. Si la machine-outil n'a pas assez de puissance pour maintenir la vitesse de coupe requise, la fraise en bout peut caler ou la qualité de l'usinage peut être compromise. De plus, la plage de vitesse de broche de la machine-outil doit être suffisante pour atteindre la vitesse de coupe souhaitée.

Détermination de la vitesse de coupe optimale

Déterminer la vitesse de coupe optimale pour une fraise d'ébauche nécessite une combinaison d'expérience, de connaissance des matériaux et des outils impliqués, ainsi qu'une certaine expérimentation. Voici quelques étapes pour vous aider à trouver la bonne vitesse de coupe :

1. Se référer aux recommandations du fabricant: Les fabricants d'outils fournissent généralement des vitesses de coupe recommandées pour leurs fraises en bout en fonction des différents matériaux de la pièce à usiner. Ces recommandations constituent un bon point de départ. Vous pouvez retrouver ces informations dans les catalogues d'outils ou sur le site Internet du fabricant. Par exemple, si vous utilisez unFraise d'ébauche à 3 canneluresd'un fabricant spécifique, consultez sa documentation pour connaître les vitesses de coupe suggérées pour différents matériaux.
2. Effectuer des coupes d'essai: Une fois que vous avez un point de départ à partir des recommandations du fabricant, effectuez des tests de coupe sur un échantillon de pièce. Commencez avec une vitesse de coupe légèrement inférieure à la valeur recommandée et augmentez-la progressivement tout en surveillant le processus d'usinage. Faites attention aux forces de coupe, à l'état de surface et à l'usure de l'outil. Si les forces de coupe sont trop élevées, si l'état de surface est mauvais ou si l'outil présente des signes d'usure excessive, réduisez la vitesse de coupe.
3. Considérez le processus d'usinage global: La vitesse de coupe doit également être considérée dans le contexte de l'ensemble du processus d'usinage. Par exemple, si vous utilisez du liquide de refroidissement, il peut aider à dissiper la chaleur et à réduire l'usure de l'outil, vous permettant ainsi d'augmenter légèrement la vitesse de coupe. De plus, l’avance et la profondeur de coupe interagissent également avec la vitesse de coupe. Une avance ou une profondeur de coupe plus élevée peut nécessiter une vitesse de coupe plus faible pour maintenir le même niveau de durée de vie de l'outil et de qualité d'usinage.

Conclusion

La vitesse de coupe d'une fraise d'ébauche est un paramètre crucial qui affecte l'efficacité, la qualité et le coût du processus d'usinage. En comprenant les facteurs qui influencent la vitesse de coupe, tels que le matériau de la pièce à usiner, le matériau de l'outil, la géométrie de l'outil et la capacité de la machine-outil, et en suivant les étapes permettant de déterminer la vitesse de coupe optimale, vous pouvez obtenir de meilleurs résultats d'usinage.

En tant que fournisseur de fraises d'ébauche, nous proposons une large gamme de fraises d'ébauche de haute qualité.Fraises d'ébauche à 3 canneluresadapté à diverses applications. Notre équipe d'experts est toujours prête à vous fournir une assistance technique et à vous aider à sélectionner la bonne fraise et à déterminer la vitesse de coupe appropriée pour vos besoins spécifiques. Si vous êtes intéressé par nos produits ou si vous avez des questions sur les fraises d'ébauche, n'hésitez pas à nous contacter pour l'achat et d'autres discussions.

Références

• Boothroyd, G. et Knight, WA (2006). Fondamentaux de l'usinage et des machines-outils. Marcel Dekker.
• Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.
• Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2010). Ingénierie et technologie de fabrication. Salle Pearson-Prentice.