Mode de coupe pour le fraisage. Types de fraises, calcul de la vitesse de coupe

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 13:54

L'un des moyens de finir les matériaux est le fraisage. Il est utilisé pour le traitement de pièces métalliques et non métalliques. Le flux de travail est contrôlé par les données de découpe.

L'essence du processus

Le fraisage est effectué à des fins d'ébauche et de finition profondes, de formation d'un certain profil de surface (rainures, rainures), de coupe de dents sur des roues dentées, de correction de forme, de tournage artistique de motifs et d'inscriptions.

L'outil de travail - la fraise - effectue le mouvement de rotation principal. L'auxiliaire est l'avance en translation de la pièce par rapport à sa course. Ce processus est intermittent. Sa caractéristique la plus importante, qui la distingue du tournage et du perçage, est le fait que chaque dent travaille séparément. À cet égard, il se caractérise par la présence de charges de choc. Il est possible de réduire leur influence en tenant compte d'une évaluation rationnelle de la situation et du choix des régimes.

Concepts de base des fraiseuses

En fonction de la position de la broche et du montage de la fraise, des types d'actions effectuées et des méthodescontrôle, distinguer les principaux types d'équipements de fraisage:

• horizontale;
• vertical;
• universel;
• Fraiseuses CNC.

Principaux composants d'une fraiseuse verticale:

1. Le lit dans lequel se trouve la boîte de vitesses, qui régule la rotation d'une broche montée verticalement et d'une fraise montée dessus.
2. Une table qui comprend une console avec des rails transversaux pour le montage et le déplacement de la pièce et une boîte d'alimentation qui régule les mouvements d'alimentation.

Dans les fraiseuses horizontales, l'outil est fixé horizontalement. Et les universels ont plusieurs variétés.

Il existe un équipement horizontal universel, qui se caractérise par la présence d'un tableau de chiffre d'affaires et, par conséquent, élargit la gamme des travaux possibles effectués. De plus, il existe un large universel, qui a les deux broches dans sa structure et permet tous les types de fraisage.

Les fraiseuses CNC se distinguent par la disponibilité de logiciels et de contrôle par ordinateur. Ils sont conçus pour le traitement artistique des pièces, y compris celles au format 3D.

Classification des coupeurs

Les cutters sont des outils coupants. Les principaux paramètres physiques par lesquels ils sont évalués sont: hauteur, diamètre, valeurs de chanfrein et de relief, pas circonférentiel. Il en existe une grande variété, réparties selon divers critères:

• selon le type de surfaces qui sont traitées (pour le bois,plastique, acier, métaux non ferreux, etc.);
• dans le sens de rotation - coupe droite et gauche;
• selon les caractéristiques de conception - solide, brasé, pliant (avec couteaux d'insertion), soudé;
• forme: conique, cylindrique, disque;
• Selon les conditions de travail et les exigences de la partie coupante, elles peuvent être réalisées en différents matériaux. Ceux-ci incluent: outil au carbone et acier rapide (allié, à haute teneur en tungstène), alliage dur (durable - pour l'ébauche, résistant à l'usure - pour la finition). Les options courantes sont lorsque le corps est en carbone ou en acier rapide et que les couteaux sont en carbure enfichable;
• selon l'usage: cylindrique, fin, fin, fendu, coupé, façonné.

Les caractéristiques les plus informatives: matériau et objectif de pointe.

Types de fraises pour surfaces planes

Pour enlever des couches de matériau sur des plans horizontaux, verticaux ou inclinés, on utilise des fraises cylindriques et en bout.

L'outil du premier type peut être solide ou avec des couteaux attachés. Les grandes pointes de fraisage pleines sont conçues pour l'ébauche et les petites pour la finition. Les couteaux à insérer pour les têtes de coupe pliantes peuvent être en acier rapide ou équipés de lames en carbure de tungstène. Les fraises au carbure sont plus productives que celles en acier allié.

End est utilisé pour les plans allongés, ses dents sont réparties sur la surface d'extrémité. Les grands pliants sont utilisés pour les avions larges. D'ailleurs, pour éliminer les copeaux des métaux réfractaires difficiles à usiner, la présence de couteaux en carbure est obligatoire. Pour utiliser ces groupes de dispositifs de fraisage, une largeur et une longueur de produit importantes sont nécessaires.

Types d'outils de fraisage artistique

Pour donner au matériau un certain profil, appliquez un motif, formez des évidements étroits, utilisez des buses de fraisage en bout et à disque.

La fraise d'extrémité ou la fraise à rainurer est courante pour couper des rainures, des plans étroits et courbes. Tous sont solides ou soudés, la partie coupante est en acier allié rapide, un rechargement dur peut être appliqué et le corps est en acier au carbone. Il existe des démarrages bas (1 à 3 spirales) et des démarrages multiples (4 ou plus). Utilisé pour les machines CNC.

Disk est aussi un coupeur de rainure. Il est applicable pour le rainurage, le rainurage, la coupe des dents sur les roues dentées.

Le fraisage artistique est réalisé sur bois, métal, PVC.

Types de coupe-bordures

Écailler les coins, leur donner une forme rationnelle, modéliser, diviser la pièce en pièces peut être mis en œuvre à l'aide de buses de fraisage spline, angulaire et en forme:

1. La coupure et la fente ont le même but que le disque, mais sont plus souvent utilisées pour les incisions et la séparationparties supplémentaires du matériel.
2. Coin nécessaire pour les bords et les coins des pièces. Il existe un angle unique (une seule partie coupante) et un angle double (les deux surfaces coniques sont coupantes).
3. Curved est utilisé pour les conceptions complexes. Peut être semi-circulaire ou concave. Souvent utilisé pour les tarauds à profiler, les fraises, les forets hélicoïdaux.

Pour presque tous les types, une construction en acier monobloc ou pliante, avec la présence de couteaux en carbure enfichables, est possible. Les fraises en carbure ont une performance et une durée qualitativement supérieures pour l'outil dans son ensemble.

Classification des types de fraisage

Il existe plusieurs caractéristiques de classification par lesquelles les types de fraisage sont divisés:

• selon la manière dont la broche et la fraise sont positionnées, respectivement, horizontalement et verticalement;
• dans le sens de la marche, venant en sens inverse et dépassant;
• selon l'outil utilisé, pour cylindrique, fin, façonné, fin.

L'usinage cylindrique est applicable pour les plans horizontaux, réalisé à l'aide de fraises appropriées sur des machines horizontales.

Le surfaçage peut être considéré comme universel. Il s'applique à tous les types de plans horizontaux, verticaux et inclinés.

La finition fournit le profil nécessaire pour les rainures courbes, les forets et les outils.

Le façonnage est effectué pour les surfaces à configuration complexe: coins, bords,rainurage, taillage d'engrenages.

Indépendamment du type de travail effectué et des matériaux traités, le résultat doit se distinguer par une grande douceur de la couche de finition, l'absence d'entailles et la précision de la finition. Afin d'obtenir une surface usinée propre, il est important de contrôler les vitesses d'avance de la pièce par rapport à l'outil.

Fraisage haut et bas

Lorsqu'un fraisage de métal de type contre est effectué, la pièce est alimentée contre les mouvements de rotation de la buse. Dans ce cas, les dents s'enfoncent progressivement dans le métal en cours de traitement, la charge augmente en proportion directe et uniformément. Cependant, avant que la dent ne coupe la pièce, elle glisse pendant un certain temps, formant un durcissement. Ce phénomène accélère la sortie de la fraise de l'état de fonctionnement. Utilisé dans l'ébauche.

Lors de l'exécution d'un type de passage - la pièce est alimentée le long des mouvements de rotation de l'outil. Les dents fonctionnent en état de choc sous de lourdes charges. La puissance est inférieure de 10 % à celle d'un fraisage ascendant et descendant. Il est effectué lors de la finition des pièces.

Concept de base des travaux de fraisage sur machines CNC

Ils se caractérisent par un degré élevé d'automatisation, une précision du flux de travail et une productivité élevée. Le fraisage sur une machine CNC est le plus souvent effectué avec des fraises en bout ou des fraises en bout.

Ces derniers sont les plus utilisés. Dans le même temps, en fonction du matériau traité, du type de formation de puce correspondant, des paramètres logiciels spécifiés,différentes fraises en bout sont utilisées. Ils sont classés en fonction du nombre de départs d'hélice qui fournissent des arêtes de coupe et d'amerrissage forcé.

Les matériaux avec des copeaux larges sont mieux fraisés avec des outils avec un petit nombre de démarrages. Pour les métaux durs avec des copeaux de rupture caractéristiques, il est nécessaire de choisir des montages de fraisage avec un grand nombre de spirales.

Utiliser des fraises CNC

Les fraises CNC à pas lent peuvent avoir une à trois arêtes de coupe. Ils sont utilisés pour le bois, les plastiques, les composites et les métaux tendres ductiles nécessitant une élimination rapide des copeaux larges. Ils sont utilisés pour l'ébauche de pièces qui ne sont pas soumises à des exigences élevées. Cet outil se caractérise par une faible productivité, une faible rigidité.

Le fraisage artistique de l'aluminium est réalisé à l'aide d'un fraisage à un seul filet.

Les extrémités à deux et trois voies sont largement utilisées. Ils offrent des valeurs de dureté plus élevées, un contrôle des copeaux de haute qualité et vous permettent de travailler avec des métaux de dureté moyenne (par exemple, l'acier).

Les fraises CNC à démarrage multiple ont plus de 4 arêtes de coupe. Ils sont utilisés pour les métaux de dureté moyenne et élevée, qui se caractérisent par de petits copeaux et une résistance élevée. Ils se caractérisent par une productivité importante, ils sont pertinents pour la finition et la semi-finition et ne sont pas conçus pour travailler avec des matériaux tendres.

Afin de choisir le bon outil pour les machines CNC, il est importanttenir compte du mode de coupe lors du fraisage, ainsi que de toutes les caractéristiques de la surface à usiner.

Conditions de coupe

Pour garantir la qualité souhaitée de la couche fraisée, il est important de déterminer et de maintenir correctement les paramètres techniques nécessaires. Les principaux indicateurs qui décrivent et régulent le processus de fraisage sont les modes de fonctionnement.

Le calcul des conditions de coupe lors du fraisage est effectué en tenant compte des principaux éléments:

1. Profondeur (t, mm) - l'épaisseur de la boule de métal, qui est retirée en un seul mouvement de travail. Choisissez-le en tenant compte de l'allocation de traitement. Le travail de brouillon est effectué en un seul passage. Si la surépaisseur est supérieure à 5 mm, le fraisage s'effectue en plusieurs passes, en laissant environ 1 mm pour la dernière.
2. Largeur (B, mm) – largeur de la surface usinée dans la direction perpendiculaire au mouvement d'avance.
3. Avance (S) - la longueur du mouvement de la pièce par rapport à l'axe de l'outil.

Il existe plusieurs concepts interdépendants:

• Avance par dent (S_{z, mm/dent) - modifier la position de la pièce en tournant la fraise à distance d'une dent de travail à la suivante.}
• Avance par tour (S_{rev, mm/rev) – mouvement de la structure avec un tour complet de la tête de fraisage.}
• L'avance par minute (S_{min, mm/min) est un mode de coupe important en fraisage.}

Leur relation est établie mathématiquement:

S_min=S_revn=S_{zzn, oùz – nombre de dents;}

n – vitesse de broche, min-1.

La quantité d'alimentation est également affectée par les propriétés physiques et technologiques de la zone traitée, la résistance de l'outil et les performances du mécanisme d'alimentation.

Calcul de la vitesse de coupe

Comme paramètre de conception nominal, prenez le degré de rotation rapide de la broche. La vitesse réelle V, m/min dépend du diamètre de la fraise et de la fréquence de ses mouvements de rotation:

V=(πDn)/1000

La fréquence de rotation de l'outil de fraisage est déterminée par:

n=(1000V)/(πD)

Ayant des informations sur l'avance minute, vous pouvez déterminer le temps requis pour une pièce de longueur L:

T₀=L/S_min

Le calcul des conditions de coupe pendant le fraisage et leur installation est important à effectuer avant de configurer la machine. L'établissement de paramètres prédéfinis rationnels, en tenant compte des caractéristiques de l'outil et du matériau de la pièce, garantit une productivité élevée.

Conseils pour déterminer les modes

Il est impossible de choisir le mode de coupe idéal lors du fraisage, mais vous pouvez vous laisser guider par les principes de base:

1. Il est souhaitable que le diamètre de la fraise corresponde à la profondeur de traitement. Cela garantira que la surface est nettoyée en un seul passage. Ici, le facteur principal est le matériau. Pour trop mou, ce principe ne fonctionne pas - il y a un risque d'écaillage, dont l'épaisseur est plus grande que nécessaire.
2. Les processus de choc et les vibrations sont inévitables. À cet égard, une augmentation de la valeur des alimentsentraîne une diminution de la vitesse. Il est préférable de commencer avec une avance par dent de 0,15 mm/dent et d'ajuster au fur et à mesure.
3. La vitesse de l'outil ne doit pas être aussi élevée que possible. Sinon, il y a un risque de réduction de la vitesse de coupe. Son augmentation est possible avec une augmentation du diamètre de la fraise.
4. Augmentant la longueur de la partie travaillante de la fraise, la préférence pour un grand nombre de dents réduit la productivité et la qualité du traitement.
5. Valeurs de vitesse indicatives pour divers matériaux:

• aluminium - 200-400 m/min;
• bronze – 90-150 m/min;
• acier inoxydable - 50-100 m/min;
• plastiques – 100-200 m/min.

Il est préférable de commencer à vitesse moyenne et de l'augmenter ou de la diminuer au fur et à mesure.

Le mode de coupe pendant le fraisage est important à déterminer non seulement mathématiquement ou à l'aide de tables spéciales. Pour sélectionner et régler correctement les paramètres optimaux pour la machine et l'outil souhaité, il est nécessaire d'utiliser certaines fonctionnalités et une expérience personnelle.