Les fraises, également appelées fraises en bout, sont un élément crucial du processus de fabrication. Ces mèches sont utilisées pour façonner, couper et affiner divers matériaux afin de créer pièces et composants complexes. Sans fraises, il serait difficile d'atteindre la précision et l'exactitude nécessaires aux opérations d'usinage modernes. L'utilisation du fraisage à commande numérique par ordinateur (CNC) a rendu le processus encore plus polyvalent et précis, permettant de créer facilement des conceptions complexes. Le fraisage CNC est devenu la pierre angulaire des opérations de fabrication modernes et a révolutionné la façon dont nous créons des pièces et des composants.
Cet article se lance dans un voyage complet pour comprendre les types, les fonctions et l'importance des fraises, ainsi que leur rôle dans les services de fraisage CNC de Prolean.
Découvrir les bases : que sont les fraises ?
Différentes fraises
Les fraises, communément appelées fraises en bout, sont des outils de coupe utilisés dans fraiseuses ou centres d'usinage. Ils sont utilisés pour enlever de la matière par leur mouvement à l'intérieur de la machine ou directement à partir de la forme de la fraise. Le vaste monde des opérations de fraisage, du simple au géométries complexes, s'appuie fortement sur ces outils polyvalents.
Composants d'une fraise
Composants/géométrie générale de la fraise
- En pointe: C'est le bord tranchant du foret qui tranche à travers le matériau. Le nombre d'arêtes de coupe varie, mais la plupart des fraises ont plusieurs arêtes de coupe qui peuvent simultanément enlever le matériau lorsque l'outil tourne.
- Flûte: Il s'agit de la rainure profonde ou de la fente le long du côté du foret qui permet aux copeaux de s'échapper pendant l'usinage. Le nombre de flûtes sur une fraise peut aller de un à plusieurs. Plus de cannelures signifient généralement une coupe plus douce, mais elles laissent moins de place pour l'évacuation des copeaux, ce qui affecte l'efficacité de l'outil.
- Jarret: C'est la partie de l'outil qui est maintenue dans le porte-outil. La tige doit être solide pour résister aux forces exercées lors du fraisage.
- Angle d'hélice : Il s'agit de l'angle de spirale des cannelures, qui affecte la direction et la force de la force de coupe. Un angle d'hélice plus grand équivaut généralement à une meilleure qualité de surface mais nécessite plus de puissance pour couper.
Tableau 1 : Composants de base d'une fraise
| Composant | Description |
|---|---|
| En pointe | Le bord tranchant qui tranche à travers le matériau |
| Flute | Rainure profonde ou fente pour l'évacuation des copeaux |
| Shank | Partie de l'outil maintenue dans le porte-outil |
| Angle d'hélice | L'angle de spirale des cannelures affecte la direction de la force de coupe |
Le monde polyvalent des fraises
Différents types d'outils de fraisage
Les fraises sont disponibles dans différents styles, chacun conçu pour effectuer des types spécifiques d'opérations de fraisage. Le choix du bit peut avoir un impact significatif sur la qualité et l'efficacité du processus. Le tableau ci-dessous fournit un tableau détaillé qui développe la polyvalence des différents types de fraises.
Tableau 2 : Différents types de fraises
| Type de fraise | Description | Applications typiques |
|---|---|---|
| Bit de fraise en bout | Les fraises en bout peuvent être utilisées pour le fraisage latéral, le fraisage en bout ou le perçage. Ils ont une variété de formes pour permettre différents types de coupes. | Créer des fentes, des poches et des contours. |
| Visage Fraisage Peu | Les fraises à surfacer sont utilisées pour créer des surfaces planes (faces) et des contours sur la pièce. | Utilisé lorsqu'une surface plane ou un angle précis est requis. |
| Fente Fraisage Peu | Les fraises à rainurer sont utilisées pour couper des fentes, des rainures et des rainures de clavette. | Souvent utilisé pour faire des fentes à des fins d'assemblage. |
| Boule Nez Bit | Les mèches à bout sphérique sont utilisées pour le fraisage de formes profilées 3D. | Courant dans la fabrication de moules et de matrices. |
| Fraise à fileter | Les fraises à fileter sont utilisées pour couper le filetage. | Utilisé dans toutes les applications de fabrication de fils. |
| Fraise en bout d'ébauche | Les fraises d'ébauche enlèvent rapidement de grandes quantités de matière. | Utilisé dans les applications d'ébauche où la finition n'est pas un problème. |
Ce ne sont là que quelques-uns des nombreux types de fraises disponibles. Chaque fraise a été conçue pour une tâche ou un ensemble de tâches spécifiques, c'est pourquoi il est crucial de comprendre les différences entre elles dans la fabrication. L'utilisation appropriée de ces outils peut améliorer considérablement l'efficacité et la qualité du processus de fraisage.
Considérations matérielles pour les fraises
Le matériau joue un rôle essentiel dans les performances et la longévité d'une fraise. La sélection du bon matériau pour le foret permet d'optimiser ses performances dans des conditions données, telles que la vitesse de coupe, l'avance, la profondeur de coupe et le type de matériau à fraiser.
Acier rapide (HSS)
- Acier rapide (HSS): HSS est une vieille veille dans le monde des fraises. Il est abordable, résistant et idéal pour les travaux où un peu de flexibilité est avantageuse. Les mèches HSS conviennent au fraisage de matériaux comme le plastique et le bois, mais elles peuvent ne pas fonctionner aussi bien avec des matériaux plus durs, en particulier à grande vitesse.
- Acier rapide au cobalt (HSS-Co) : Le HSS-Co est une variante du HSS avec une teneur en cobalt plus élevée. Cette amélioration augmente la dureté et la résistance à la chaleur du foret, ce qui lui permet de gérer des travaux de fraisage plus exigeants impliquant des matériaux plus durs.
- Carbure: Les fraises en carbure sont incroyablement dures et peuvent maintenir des arêtes de coupe tranchantes à des températures d'usinage élevées, ce qui les rend adaptées aux opérations de fraisage à grande vitesse. Cependant, leur dureté les rend cassants, de sorte qu'ils ne sont peut-être pas idéaux pour les travaux où un peu de flexion de l'outil est nécessaire.
- Carbure revêtu : Les mèches en carbure revêtues, telles que les mèches revêtues de TiN (nitrure de titane) ou de TiAlN (nitrure d'aluminium et de titane), ont une dureté, une résistance à la chaleur et une longévité encore meilleures. Le revêtement aide à réduire la friction, à prévenir l'usure et à dissiper la chaleur, améliorant ainsi les performances dans des conditions d'usinage à grande vitesse, à grande avance ou à sec.
Le rôle des fraises en bout dans la fabrication de précision
Les fraises en bout sont un type spécifique de fraises connues pour leur précision et leur polyvalence dans les opérations de fabrication. Ces outils sont utilisés pour le fraisage de profils, le fraisage par traçage, le surfaçage et la plongée. Ils peuvent créer une variété de fonctions sur une pièce, y compris des fentes, des poches et des contours.
Quelles sont les différentes caractéristiques des fraises en bout ?
- géométrie: Les fraises en bout ont différentes géométries qui répondent à diverses applications. Par exemple, une fraise en bout carrée est utilisée pour créer des angles vifs à 90 degrés, tandis qu'une fraise en bout à bout sphérique est parfaite pour produire des formes profilées en 3D.
- Flûtes: Le nombre de cannelures sur une fraise en bout est crucial pour déterminer la finition et la vitesse d'alimentation de l'opération. Plus de cannelures permettent une finition plus lisse mais une vitesse d'alimentation plus lente. Le bon équilibre dépend du matériau usiné et du résultat final souhaité.
- Angle d'hélice : L'angle d'hélice d'une fraise en bout affecte les forces de coupe et le taux d'évacuation des copeaux. Un angle d'hélice élevé offre une meilleure finition de surface et une évacuation plus rapide des copeaux, mais peut être moins stable.
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L'importance de la géométrie de la fraise en bout
La géométrie d'une fraise en bout est cruciale pour déterminer comment elle va couper et combien de temps elle durera dans certaines conditions. Comprendre ces différentes géométries peut aider à sélectionner le bon foret pour un travail spécifique.
1. Compte de flûte
Le nombre de flûtes sur un foret est un facteur important qui affecte la vitesse et la finition de la coupe. Moins de cannelures permettent une meilleure évacuation des copeaux dans les applications d'enlèvement de matière à grand volume, mais peuvent ne pas fournir la meilleure finition. D'un autre côté, plus de cannelures offrent une meilleure finition, mais peuvent ne pas être idéales pour les applications d'enlèvement de matière à volume élevé.
2. Angle d'hélice
L'angle d'hélice d'un foret est un autre facteur important qui influe sur la force de coupe. Un angle d'hélice plus élevé réduit les forces axiales et convient au fraisage périphérique, qui consiste à fraiser les bords extérieurs d'une pièce. Cependant, un angle d'hélice inférieur est préférable pour les opérations de rainurage, qui impliquent de découper une rainure étroite dans une pièce.
3. Diamètre de coupe
Le diamètre de coupe du trépan est également un facteur important qui influe sur l'enlèvement de matière. Plus le diamètre de coupe est grand, plus il est possible d'enlever de matière en un seul passage. Cependant, des diamètres de coupe plus grands peuvent provoquer plus de vibrations, ce qui peut entraîner une moins bonne finition.
4. Longueur de coupe
La longueur de coupe doit être choisie en fonction de la profondeur de coupe requise. Une longueur de coupe plus courte est plus rigide et moins sujette à la déviation, ce qui peut entraîner une coupe plus précise. Cependant, une longueur de coupe plus longue est nécessaire pour les coupes plus profondes, car elle permet au foret d'atteindre la profondeur souhaitée. Il est important de choisir la longueur de coupe appropriée pour l'application spécifique afin d'obtenir les résultats souhaités.
Tableau 3 : Aspects importants de la géométrie de la fraise en bout
| Géométrie | Impact |
|---|---|
| Compte de flûte | Moins de cannelures sont meilleures pour un enlèvement de matière élevé et plus de cannelures pour une meilleure finition |
| Angle d'hélice | Des angles plus élevés réduisent les forces axiales et des angles plus faibles sont meilleurs pour le rainurage |
| Diamètre de coupe | Des diamètres plus grands enlèvent plus de matière et peuvent provoquer plus de vibrations |
| La longueur de coupe | Les longueurs plus courtes sont plus rigides et les plus longues pour des coupes plus profondes |
Différents types de revêtement pour des performances de fraisage améliorées
Dans le monde du fraisage, même les plus petits détails comptent. Le revêtement sur une fraise peut sembler un aspect trivial, mais il peut affecter considérablement les performances et la longévité de la fraise. Il existe plusieurs types de revêtements disponibles, chacun avec ses avantages et ses cas d'utilisation idéaux.
- Nitrure de titane (TiN) : Il s'agit d'un revêtement à usage général qui augmente la dureté et aide à réduire la friction. Il est généralement de couleur or et peut être utilisé sur une variété de matériaux.
- Carbonitrure de titane (TiCN) : Le TiCN est plus dur et plus résistant à l'usure que le TiN. Il est généralement de couleur bleu-gris et est particulièrement efficace lors de l'usinage de matériaux à copeaux longs, comme l'aluminium ou l'acier inoxydable.
- Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) : Le TiAlN, de couleur typiquement violette, offre une résistance à la chaleur exceptionnelle. Il excelle dans les opérations de coupe à grande vitesse et à haute température, en particulier lors de l'usinage de matériaux ferreux.
- Nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) : AlTiN, généralement de couleur noire, offre une résistance à la chaleur encore meilleure que TiAlN. C'est un excellent choix pour le fraisage d'alliages à haute température, d'acier inoxydable et d'autres matériaux durs.
Tableau 4 : Types de revêtement et leurs applications
| enrobage | Caractéristiques | Cas d'utilisation idéal |
|---|---|---|
| Nitrure de titane (TiN) | Augmente la dureté, réduit la friction | Usage général |
| Carbonitrure de titane (TiCN) | Plus dur et plus résistant à l'usure que le TiN | Matériaux à copeaux longs |
| Nitrure d'aluminium et de titane (TiAlN) | Résistance à la chaleur exceptionnelle | Coupe à grande vitesse et à haute température |
| Nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) | Excellente résistance à la chaleur | Alliages haute température, acier inoxydable, matériaux durs |
Mesures de sécurité et précautions lors de l'utilisation de fraises
Bien que les mèches de fraisage soient essentielles pour façonner et sculpter les matériaux, leur fonctionnement comporte des risques potentiels. Les mesures de sécurité et les précautions suivantes sont essentielles pour garantir un processus de fraisage sûr et efficace.
- Configuration correcte : La fraise doit être correctement installée et fixée dans la fraiseuse. Cela permet d'éviter un délogement accidentel du foret, ce qui pourrait causer des blessures ou endommager la pièce.
- Portez un équipement de sécurité : Les opérateurs doivent toujours porter l'équipement de protection individuelle (EPI) nécessaire, comme des lunettes de sécurité et des gants, pour se protéger des projections de débris et des arêtes vives.
- Évitez la manipulation manuelle : Ne manipulez jamais manuellement la fraise lorsque la machine est en marche. Le foret peut être extrêmement tranchant et tourner à grande vitesse, ce qui peut entraîner des blessures potentielles.
- Inspection régulière : Inspectez régulièrement l'usure et les dommages de la fraise. Un foret endommagé ou émoussé peut donner des résultats médiocres et même endommager la fraiseuse.
En tenant compte de ces aspects, vous pouvez réaliser des opérations de fraisage efficaces et sûres. La grande variété de fraises disponibles aujourd'hui permet un large éventail d'applications, ce qui en fait un outil indispensable dans diverses industries.
Mèches de précision et de fraisage : la relation
Tableau des tolérances standard (ISO-2768-1)
Dans le monde de la fabrication de précision, les fraises jouent un rôle central dans la réalisation souhaitée tolérances. La tolérance fait référence à la limite de variation autorisée dans une dimension physique, ce qui permet de garantir la fonctionnalité, la fiabilité et l'interchangeabilité des pièces. Le type de fraise utilisé peut affecter de manière significative le degré de précision pouvant être atteint, car chaque type de fraise a des géométries uniques conçues pour des applications et des matériaux spécifiques. En tant que tel, l'utilisation de mèches de fraisage appropriées est cruciale pour maintenir une haute précision et respecter les plages de tolérance spécifiées.
Voici un tableau décrivant les types courants de fraises et les plages de tolérance typiques qu'ils peuvent atteindre :
Tableau 5 : Types courants de fraises et plages de tolérance typiques
| Type de fraise | Plage de tolérance |
|---|---|
| Bit de fraise en bout | ±0.005″ – ±0.001″ |
| Visage Fraisage Peu | ±0.010″ – ±0.002″ |
| Fente Fraisage Peu | ±0.005″ – ±0.001″ |
| Boule Nez Bit | ±0.005″ – ±0.001″ |
| Fraise à fileter | ±0.003″ – ±0.001″ |
| Fraise en bout d'ébauche | ±0.020″ – ±0.005″ |
Conclusion
Les fraises sont des composants essentiels dans l'industrie manufacturière, jouant un rôle crucial dans de nombreuses applications, en particulier dans l'usinage CNC. Qu'il s'agisse de fraises en bout, d'alésoirs ou d'autres types, chaque fraise offre des attributs uniques qui permettent un éventail d'opérations de précision. Avec une sélection et une utilisation appropriées, ces outils peuvent grandement améliorer la productivité, l'efficacité et la qualité globale des pièces fabriquées.
de Proléan Services de fraisage CNC intègrent une gamme complète de fraises adaptées à diverses applications, garantissant à chaque fois des résultats de haute qualité et de précision.
FAQ
Qu'est-ce qu'une fraise ?
R : Une fraise est un outil de coupe utilisé dans les fraiseuses ou les défonceuses pour retirer de la matière d'une pièce. Ils sont disponibles dans une variété de tailles et de formes, chacune adaptée à un type spécifique d'opération de fraisage.
Qu'est-ce qu'une fraise en bout ?
Les fraises en bout sont des types de fraises utilisées pour le fraisage de profil, le fraisage de traçage, le surfaçage et la plongée. Ils sont connus pour leur précision et leur polyvalence, capables de créer diverses caractéristiques sur une pièce, notamment des fentes, des poches et des contours.
Comment le choix de la fraise affecte-t-il le processus de fabrication ?
Le choix de la fraise peut grandement influencer le processus de fabrication. La géométrie, le nombre de cannelures et l'angle d'hélice du foret peuvent affecter le type de coupe, la finition, la vitesse d'alimentation, les forces de coupe et la vitesse d'évacuation des copeaux.
Quel rôle jouent les fraises dans l'usinage CNC ?
Dans l'usinage CNC, les fraises sont utilisées pour une gamme d'opérations allant de la création de simples surfaces planes à des formes et des profondeurs plus complexes. Leurs arêtes vives et leur géométrie définie permettent un haut degré de précision, contribuant à l'efficacité et à la productivité.
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