Comment aborder efficacement le fraisage de cavités？
Le fraisage de cavités est un processus d'usinage courant, dans lequel un outil long en porte-à-faux est utilisé pour créer des cavités, profondément à l'intérieur d'un matériau. Vous pouvez l'imaginer comme une longue cuillère utilisée pour creuser quelque chose au fond du pot. Probablement, la cuillère peut se plier pendant le travail. Donc, un outil de coupe dans le fraisage de cavités profondes.
La technique n'est pas aussi simple que d'autres processus d'usinage. Vous rencontrez divers défis ; la déviation de l'outil en fait partie. Cet article met en évidence tous les défis liés aux cavités profondes et différentes approches pour réaliser efficacement le processus de fraisage de cavités profondes, sans endommager les pièces usinées ou l'outil.
DÉFIS DU FRAISAGE DE CAVITÉS PROFONDES
Notre parcours commence par les défis. Voici une liste de problèmes rencontrés par les opérateurs lors du fraisage de cavités :
1. PORTÉE DE L'OUTIL
Le fraisage de cavités « profondes », comme son nom l'indique, nécessite un usinage à une certaine profondeur à l'intérieur du matériau. Les fraises standard ne sont pas conçues pour atteindre ou cibler ces longueurs. Si vous utilisez un outil plus court, cela compromet l'intégrité de la cavité. Donc, la portée de l'outil est une préoccupation majeure.
2. DÉVIATION DE L'OUTIL
La déviation de l'outil est le plus grand défi que vous pouvez rencontrer. Bien que vous ayez besoin d'un outil plus long pour le fraisage profond, cette longueur se déforme si le rapport optimal entre la profondeur et le diamètre n'est pas respecté.
En général, une fraise peut couper jusqu'à 3-4 fois son diamètre. Au-delà de ce ratio, l'outil est sujet à la déviation. Vous devez donc trouver un « point idéal », une longueur suffisamment longue pour couper mais avec l'épaisseur désirée pour éviter la déviation.
3. ÉVACUATION DES ÉCROUS
Dans tout processus d'usinage, la formation d'écrous est inévitable. Dans la plupart des cas, leur élimination est relativement simple. Cependant, dans ce cas, plus l'outil descend profondément, plus il devient difficile d'éliminer ces écrous. La raison est que, à mesure que l'on descend, l'espace devient de plus en plus confiné, ce qui complique la sortie des copeaux.
Ce défi entraîne une autre anomalie. Les déchets d'écrous accumulés peuvent interférer avec le processus de fraisage, ce qui entraîne une réduction de la précision, une usure de l'outil, voire une fracture ou une défaillance de l'outil.
4. VIBRATIONS
Les vibrations sont une autre faiblesse du processus d'usinage. Elles sont induites par diverses sources, notamment la longueur de l'outil, la vitesse du mandrin, l'avance, et la rigidité de la configuration de la machine. Dans ce cas, la probabilité et l'amplitude sont légèrement plus élevées puisque nous travaillons avec des outils en porte-à-faux.
5. FORMATION DE COINS LATÉRAUX
La formation de coins latéraux est un sous-produit de la déviation de l'outil. Lorsque l'outil se déforme, l'effet ne concerne pas seulement la profondeur de coupe, mais aussi les parois latérales. Une flexion de l'outil entraîne un contact réduit avec la paroi latérale. Ce contact inutile produit des coins et des arêtes vives.
STRATÉGIES POUR UN FRAISAGE DE CAVITÉS PROFONDES EFFICACE
Les défis sont assez importants et ne peuvent pas être ignorés. Avec les bonnes stratégies, vous pouvez efficacement surmonter ces obstacles et obtenir le résultat souhaité de l'opération de fraisage.
MODIFIER LE PARCOURS DE L'OUTIL DE FRAISAGE
Au lieu de suivre les voies et techniques traditionnelles, je recommande deux méthodes alternatives pour éviter la déviation de l'outil et assurer une opération de fraisage efficace.
La première est le fraisage trochoïdal, où l'outil se déplace en une série de petits mouvements circulaires, plutôt qu'en ligne droite. Étant donné qu'une petite partie est engagée avec le matériau à un moment donné, la charge sur l'outil est réduite. Cela minimise les risques de déviation. Désormais, l'outil peut fonctionner à des vitesses et avances plus élevées sans compromettre la précision ou la finition.
La deuxième méthode est le fraisage en plongée. Dans ce cas, l'action de coupe est effectuée par la face de l'outil, plutôt que par sa périphérie. En d'autres termes, la coupe se produit le long de l'axe de la fraise. Cela signifie que la majorité des forces de coupe sont dirigées verticalement, réduisant ainsi les forces latérales pouvant causer une déviation de l'outil. Avec un mouvement minimal de côté, l'outil subit moins de forces de flexion. Il reste donc plus stable pendant le processus de fraisage.
UTILISER LES BONNES OUTILS POUR
Les bons outils comptent ; je recommande l'utilisation de mandrins dégagés et de fraises à haute avance, car ils surmontent la plupart des défis liés au fraisage de cavités.
Par exemple, les mandrins dégagés sont des mandrins spécialement conçus avec un diamètre supérieur réduit avant la pointe de coupe. Cela signifie un contact réduit avec la paroi latérale de la cavité pendant le fraisage. En empêchant ce contact, l'outil peut se déplacer plus librement et avec précision. Cela diminue également les risques de marques indésirables ou d'imperfections sur les parois latérales.
Les fraises hélicoïdales à haute avance sont une autre option. Elles ont un angle de torsion plus grand, ce qui leur permet de convertir davantage la force de coupe en direction verticale. Cette caractéristique est bénéfique car elle aide également à contrer la déviation de l'outil.
EMPLOI DE PROLONGATEURS D'OUTILS POUR LE FRAISAGE DE CAVITÉS
Comme mentionné, les fraises standards ne fonctionneront pas en raison de leur longueur courte. Cependant, si vous insistez pour les utiliser, procurez-vous un prolongateur d'outil approprié. Optez pour une marque reconnue, conçue pour agir comme une extension de l'outil, plutôt qu'une simple fixation. Il doit saisir fermement l'outil sans sacrifier sa rigidité et sa stabilité.
RÉGLER LES PARAMÈTRES DE USINAGE APPROPRIÉS
L'optimisation des paramètres d'usinage peut également être fructueuse. Par exemple, vous pouvez réduire la profondeur de coupe axiale (ADOC) pour descendre légèrement dans le trou. Avec cette approche, une paroi conique, un défi majeur du fraisage de cavités, peut être évitée.
USINAGE EN DEUX ÉTAPES
Une autre solution innovante est l'usinage en deux étapes. Commencez le processus avec un outil plus grand et plus rigide qui coupe rapidement jusqu'à la profondeur requise. Une fois que la majeure partie du matériau est enlevée et qu'une profondeur proche de celle souhaitée est atteinte, passez à un outil plus petit. Cet outil peut facilement se faufiler dans ces coins étroits et peut être utilisé pour le finissage final de la cavité.
UTILISER UN LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT HAUTE PRESSION POUR L'ÉVACUATION
Pour évacuer efficacement les copeaux profonds, un liquide de refroidissement à haute pression via le mandrin est une solution révolutionnaire. La haute pression fera monter les copeaux à la surface, où ils pourront être facilement éliminés.
Des buses de refroidissement programmables sont également disponibles. Elles sont conçues pour automatiser le processus d'évacuation et peuvent être programmées pour fonctionner sans interruption même après le changement de l'outil.
CONCLUSION
Le fraisage de cavités profondes est une opération de usinage particulière qui comporte ses propres défis. Il faut gérer la déviation de l'outil, l'encombrement, les vibrations et les irrégularités de coupe. Pour surmonter ces difficultés, il est nécessaire d'utiliser les bons outils, d'optimiser les paramètres d'usinage et d'évacuer les débris de copeaux avec des systèmes de refroidissement à haute pression spécialisés.
