CONSEILS POUR UNE PRODUCTIVITE ACCRUE
DE VOTRE FRAISAGE (A SURFACER)
Une conjugaison complexe de differents facteurs
Contrairement à une opération de tournage, plusieurs arêtes, qui subissent des charges mécaniques variables, interviennent dans le fraisage. Pour pouvoir usiner de façon productive sans trop altérer la tenue de l'outillage, il convient de chercher comment contrer ces fluctuations. Un enchevêtrement complexe de facteurs qui interagissent, se met en place, car tant la géométrie d'outil que l'angle d'attaque et l'angle de sortie jouent un rôle, tout comme le nombre d'arêtes, la stratégie de fraisage et l'épaisseur de copeau, pour n'en citer que quelques-uns.
PETITS AIDE-MEMOIRE
L'efficacité d'un fraisage dépend de très nombreux facteurs. C'est l'application qui déterminera quel set de paramètres donnera les meilleurs résultats. Comme toujours, il s'agit donc d'opérer les bons choix. Un usinage de productivité maximale est lié au choix correct des outils, également en termes de diamètre et de sélection du nombre de dents de coupe. Par ailleurs, des aspects tels que la vitesse de coupe, l'alimentation de la table et la profondeur de coupe dans le sens radial et axial jouent. L'influence de ces paramètres sur le processus de fraisage est à ce point bien connue de la plupart des usineurs que peu prendront une mauvaise décision ou oublierons sottement d'en tenir compte. Mais il existe aussi d'autres facteurs qui sont également très importants pour la productivité du processus et sont bel et bien parfois négligés. Nous parlons notamment de l'angle d'attaque, du positionnement de l'outil de coupe et de la formation de copeaux. Nous passons sérieusement au crible ces points et d'autres.
EPAISSEUR DE COPEAU
Peu de paramètres exercent une influence aussi vaste sur le processus de copeau que l'épaisseur du copeau. L'épaisseur de copeau influence les forces de coupe, la température de coupe, la tenue de l'outil de coupe et ainsi de suite.
Plus le copeau est épais, plus la sollicitation des arêtes est grande, avec comme conséquence qu'elles peuvent s'effriter et se briser. Et inversement, des copeaux trop minces créent plus de friction et donc de chaleur. Comme l'épaisseur du copeau fluctue selon la phase de coupe, les fabricants d'outils de coupe adoptent une valeur moyenne (hm) entre le point le plus épais et le plus mince des copeaux. Par géométrie d'outil, les fabricants communiquent une sorte d'épaisseur de copeau idéale censée procurer un processus d'usinage optimal. Sur la base de cette valeur, on détermine, par exemple, l'alimentation, quoique cette concordance ne réussisse certainement pas toujours. Dans un processus de fraisage complexe, donc déjà dans un usinage simultané à cinq axes, le logiciel doit aider l'opérateur. D'une part pour maîtriser l'épaisseur de copeau, d'autre part pour veiller à ce que l'outil de coupe ait prise constamment afin de limiter autant que possible les fluctuations de sollicitation, très néfastes pour l'outil de coupe. Des stratégies comme le fraisage trochoïdal, Volumill et bien d'autres sont axés là-dessus. Du reste, bon nombre des trajets de fraisage spéciaux figurent d'ores et déjà en standard dans la commande de la machine.
SENS DE FRAISAGE
La manière dont se forment les copeaux, dépend dans une large mesure du mouvement de l'outil par rapport à la pièce. Pour le fraisage, la règle d'or est de viser une forme biaisée du copeau qui va d'épais à mince. Ceci garantit un processus stable, tandis que des chips épais induisent un effritement de l'arête. On comprend d'emblée pourquoi les fabricants conseillent dans la majorité des cas d'appliquer le fraisage en avançant. En effet, le fraisage en avalant procure la forme de copeau souhaitée. Mais il est vrai que des sollicitations mécaniques se produisent sur l'arête lors de l'entrée avec une pleine épaisseur de copeau (hex), les plaquettes modernes le supportent mieux que le frottement typique du fraisage en sens contraire. Un autre avantage du fraisage en avançant est que la chaleur s'immisce au maximum dans le copeau avec comme conséquence que la pièce et l'outil de coupe sont protégés.
ANGLE DE SORTIE
On ne doit pas seulement se soucier de la façon dont la fraise entre dans le matériau, l'angle de sortie est aussi très important, notamment pour la tenue de l'outil. Si l'arête quitte la pièce trop vite ou de façon irrégulière, l'outil risque fort de s'effriter. Des résultats d'essai montrent qu'un angle de sortie qui oscille entre -30° et +30°, cause la plupart des problèmes. La tenue de l'outil serait réduite d'un facteur dix dans le pire des cas. Du reste, l'angle de sortie est l'angle entre la ligne de rayon de la fraise et le point de sortie de l'arête.
ANGLE DE REGLAGE
Outre les paramètres évidents, vous ne pouvez mésestimer l'impact de l'angle de réglage ceci veut dire l'angle entre l'arête avant principale et la surface de la pièce sur la productivité du processus de fraisage. L'angle de réglage ou angle d'attaque influence à la fois les forces de coupe et la tenue de l'outil. Ceci peut faire une grande différence. Dans de nombreux toolshops, on choisit assez vite une plaquette ayant un angle de réglage de 90 tout simplement en raison de la disponibilité. Comme les forces de coupe sont essentiellement orientées de façon axiale, ceci est un outil idéal pour fraiser des rainures carrées, mais moins pour le fraisage à surfacer. Avec un angle de réglage de 90°, l'alimentation par dent (fz) est en effet égale à l'épaisseur de copeau (hex). En d'autres termes, il se produit un effet d'amincissement, tandis qu'un copeau mince génère de grandes sollicitations. Pour cette raison, les fabricants conseillent plutôt un angle de 45° pour le fraisage à surfacer, les forces axiales et radiales étant bien équilibrées. Un angle de réglage de 10° est aussi une possibilité et s'accompagne de copeaux très minces, jusqu'à six fois plus minces qu'avec 45°!
Seulement, vous en payez le prix sous la forme d'une petite profondeur de coupe. Cependant, ceci peut être compensé en adoptant une très grande vitesse d'alimentation. D'où la popularité de ce type de plaquettes auprès des entreprises qui pratiquent le fraisage à grande alimentation. Pour des serrages difficiles, quelque peu instables, une plaquette de 10° serait aussi un choix judicieux.
POSITIONNEMENT RADIAL DE PLAQUETTE
Dans cette histoire, le positionnement radial de la plaquette par rapport à la pièce joue aussi un rôle important. Un positionnement central dans la ligne médiane de la pièce est contraire à toutes les règles de l'usinage efficace, parce que vous combinez les forces du fraisage en avançant et du fraisage en sens contraire. Le diamètre de l'outil de coupe n'est pas non plus utilisé de façon optimale, vous heurtez l'arête dans la pièce, si bien qu'il est peu question d'arrachement. De plus, vous avez un épais copeau à la sortie. Il se produit aussi des situations pour lesquelles vous fraisez au centre de la pièce et évoluez d'un mince copeau vers un épais copeau, et à nouveau un mince copeau à la fin. Ceci n'est pas non plus idéal parce que le copeau est trop mince au début pour absorber et évacuer la chaleur. La chaleur s'accumule et il se crée des vibrations. Souvent, ces problèmes sont approchés par une diminution de l'alimentation, seulement ceci hypothèque la productivité. Heureusement, il existe de meilleures solutions, comme positionner l'arête de telle sorte que la prise radiale équivaut à 70%. Vous pouvez aussi choisir une profondeur de coupe radiale nettement plus petite (ae), mais alors, vous devez adapter les paramètres de coupe en augmentant l'alimentation avec la vitesse de coupe. Le contact de coupe est assez court pour cela. Par ailleurs, vous pouvez encore appliquer un simple truc de programmation, dénommé technique roll-in. Ceci revient à rouler l'arête dans le sens horloger dans la coupe. La sollicitation à l'impact sera nettement moindre, tandis que la qualité de surface s'améliore.
NOMBRE D'ARETES
En guise de dernier point, nous voulons attirer l'attention sur le nombre d'arêtes utilisées. La plupart des fabricant proposent trois types, allant d'une faible à une grande densité de dents. Dans des opérations instables, il vaut mieux utiliser le moins d'arêtes possible pour diminuer les forces de coupe, autrement des outils à densité moyenne de dents sont plus indiqués. Les types avec les arêtes les plus nombreuses sont souvent utilisés dans les opérations avec une grande alimentation et de petites profondeurs de coupes axiales. Etant donné que plus de chants entrent en contact avec la pièce, les forces sont réparties de façon plus homogène. ?
