Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi votre fraiseuse CNC vibrait et ruinait votre précision ? Cet article présente douze conseils d'experts pour minimiser les vibrations de coupe, de l'utilisation de plaquettes tranchantes à l'optimisation des paramètres de coupe. En appliquant ces stratégies, vous obtiendrez des opérations plus douces, de meilleurs états de surface et une durée de vie prolongée de l'outil. Lisez la suite pour découvrir comment améliorer vos processus d'usinage et faire en sorte que votre fraiseuse CNC fonctionne au mieux.
01
Les plaquettes tranchantes peuvent réduire considérablement les efforts de coupe dans les opérations de fraisage CNC.
Les plaquettes sont disponibles en version revêtue et non revêtue. Les plaquettes non revêtues offrent généralement une netteté supérieure à celle de leurs homologues revêtus. Cela est dû au fait que les plaquettes revêtues nécessitent une passivation des arêtes (traitement ER) avant l'application du revêtement. Le processus de passivation émousse légèrement l'arête de coupe afin d'assurer une bonne adhérence du revêtement, car des arêtes extrêmement vives peuvent compromettre la force d'adhérence du revêtement à l'interface de coupe.
02
Lors de l'usinage à une profondeur spécifique, l'utilisation de plaquettes à faible rayon de pointe peut réduire considérablement les efforts de coupe, en particulier dans la direction radiale.
Les forces de coupe radiales sont la cause principale des vibrations dans les outils ou les pièces minces. Ce principe s'applique aux opérations de tournage et de fraisage. Plus le rayon de la pointe augmente, plus les outils ou pièces minces ont tendance à vibrer à une profondeur de coupe donnée.
03
Lors du choix de la profondeur de coupe, il est essentiel d'éviter qu'elle soit égale au rayon d'arc de la pointe de l'outil. Cette configuration peut conduire à des conditions de coupe instables et à une augmentation des vibrations.
04
Pour l'usinage de rainures de clavettes avec des queues d'outils minces ou pour le tournage extérieur d'arbres minces, l'utilisation d'un outil avec un angle primaire de 90° (angle d'approche) est avantageuse pour minimiser les vibrations.
Dans les deux cas - tournage extérieur d'un arbre élancé ou usinage d'une rainure de clavette avec un porte-outil élancé - un outil à 90° génère la force de coupe radiale la plus faible tout en produisant la force axiale la plus élevée au niveau de l'arête de coupe. Cette répartition des forces contribue à stabiliser le processus de coupe et à réduire les vibrations.
05
Pour les opérations de fraisage utilisant des outils élancés, les fraises à plaquettes rondes sont les plus efficaces pour atténuer les vibrations.
Le comportement des fraises contraste avec celui des outils de tournage. En fraisage, lorsque l'angle d'approche se rapproche de 90°, la force de coupe radiale augmente, ce qui entraîne une plus grande vibration de la queue de l'outil. Les fraises à plaquettes rondes, dont l'angle d'engagement varie progressivement, permettent de répartir plus uniformément les forces de coupe et de réduire les vibrations.
06
Lorsque l'on utilise des fraises à bouts élancés pour le fraisage de cavités profondes sur des machines à commande numérique, on a souvent recours au fraisage en plongée. Cette technique implique une alimentation axiale de l'outil, similaire au perçage, lors de l'usinage de cavités profondes.
Pour les outils dont le dépassement est supérieur à trois fois leur diamètre, il est recommandé de procéder à un fraisage en plongée à avance axiale afin de minimiser la déflexion et les vibrations. Toutefois, il est important de noter que les plaquettes de fraisage en bout ont une largeur de coupe radiale limitée.
Les fabricants d'outils fournissent des données techniques spécifiant la largeur de coupe maximale autorisée lors de l'utilisation de techniques de fraisage en plongée. Il est essentiel de respecter ces recommandations pour obtenir des performances et une durée de vie optimales de l'outil.
07
Lors du fraisage de pièces à parois minces, telles que des pièces en forme de boîte ou de bol, les vibrations proviennent principalement de la pièce elle-même plutôt que de l'outil de coupe.
Étant donné que la source des vibrations est la pièce à usiner, l'objectif principal pour un usinage réussi de ces composants devrait être d'améliorer le serrage et le support de la pièce à usiner. Les stratégies peuvent inclure l'utilisation de montages personnalisés, de structures de support supplémentaires ou de matériaux amortissants pour augmenter la rigidité de la pièce pendant l'usinage.
08
Pour les opérations d'alésage, un angle d'attaque plus petit (complément de l'angle d'approche de l'outil) est généralement préférable.
Cette configuration se traduit par un angle de fuite plus important, ce qui réduit la surface de contact entre l'arête de coupe secondaire et la surface usinée. Ce contact réduit la probabilité que le broutage se transforme en vibration soutenue. En outre, un angle d'attaque plus faible réduit la probabilité de compression des copeaux par l'arête de coupe secondaire, ce qui améliore encore la stabilité de la coupe.
09
L'utilisation d'une fraise à surfacer avec un pas inégal et moins de dents peut réduire efficacement les vibrations de fraisage.
Dans ce contexte, les "dents" désignent les plaquettes de coupe. Par exemple, une fraise à surfacer de 100 mm de diamètre avec 5 plaquettes générera environ 50% de force de coupe en moins par rapport à une fraise à 10 plaquettes, en supposant que tous les autres paramètres de coupe soient égaux. Le pas inégal perturbe la formation harmonique des vibrations, tandis que le nombre réduit de dents diminue la force de coupe globale, ce qui contribue à un usinage plus stable.
10
Utiliser des plaquettes avec de grands angles de coupe positifs et une conception légère de brise-copeaux.
Ces plaquettes présentent un angle de coin de coupe plus petit pendant les opérations d'usinage, ce qui réduit les forces de coupe et améliore l'évacuation des copeaux. Cette configuration permet une coupe plus légère et plus rapide, ce qui peut contribuer à atténuer les problèmes de vibration, en particulier lors des opérations de finition.
11
L'ajustement des paramètres de coupe peut être efficace pour réduire les problèmes de vibrations légères.
Les stratégies générales d'ajustement sont les suivantes
Pour les opérations de tournage de filets intérieurs qui subissent des vibrations, la réduction de l'incrément d'alimentation pour les passes finales de 1 ou 2 coupes peut souvent améliorer la stabilité.
12
L'optimisation de la trajectoire de l'outil est cruciale pour la réussite des opérations de fraisage, en particulier dans les situations sujettes aux vibrations.
Le choix entre le fraisage conventionnel (vers le haut) et le fraisage en aval (vers le bas) peut avoir un impact sur les vibrations. La théorie traditionnelle du fraisage suggère que le fraisage conventionnel réduit les vibrations, principalement en raison de sa capacité à amortir les vibrations causées par le jeu des vis d'entraînement des machines-outils. Cependant, avec les machines CNC modernes utilisant des vis à billes ou à rouleaux de précision, cet effet est minime.
Dans la pratique, qu'il s'agisse de fraisage en avalant ou de fraisage conventionnel, le facteur clé de la réduction des vibrations pour les pièces flexibles est l'alignement de la direction de la force de fraisage avec la direction de serrage de la pièce. Cette approche permet d'asseoir fermement la pièce sur ses supports, minimisant ainsi les vibrations potentielles sur les pièces minces ou flexibles.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
FR 
EN 
AR 
DE 
ES 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO