Différence entre le coupeur à point unique et le coupeur multipoint

L'usinage ou la coupe du métal est un processus de fabrication secondaire dans lequel le matériau en excès est progressivement retiré de la pièce afin de lui conférer la finition, la dimension et la tolérance souhaitées. Pour répondre au besoin d'usinage efficace et économique d'une grande variété de matériaux de différentes manières, plusieurs procédés pertinents ont émergé au fil des ans. De manière générale, ces processus peuvent être regroupés en usinage conventionnel (macro et micro), finition abrasive et usinage non traditionnel (NTM). Les processus d'usinage conventionnels sont bien établis et consistent en un grand nombre d'opérations pour générer diverses caractéristiques. Par exemple, tournage, fraisage, filetage, moletage, surfaçage, perçage, alésage, alésage, etc. Toutes ces opérations sont effectuées à l'aide d'un outil de coupe qui enlève en fait de la matière sous forme de copeaux.

Outil de coupe , également appelé cutter, est un dispositif en forme de coin et à bords tranchants qui comprime une fine couche de matériau de pièce pour le cisailler sous forme de copeaux lors de l'usinage. Pendant l'usinage, la machine-outil maintient la fraise et le travail, et en même temps, elle imprime les mouvements relatifs souhaités (vitesse, avance, profondeur de coupe). Par conséquent, la fraise fait partie intégrante de toute opération d'usinage conventionnelle ; cependant, sa forme et sa taille peuvent varier en fonction de l'élément à produire et de l'opération employée. Quelle que soit la géométrie de la fraise, celle-ci doit être constituée d'une arête de coupe tranchante pour enlever en toute simplicité la matière nécessitant un minimum d'effort. Une avant-garde est essentiellement un bord droit ou incurvé produit par l'intersection de deux surfaces de pointe d'outil (surface de râteau, surface de flanc principale et surface de flanc auxiliaire). En fonction du nombre d'arêtes de coupe présentes, les fraises peuvent être classées en tant que fraises à point unique et fraises à plusieurs points.

Un coupeur à point unique contient une seule arête de coupe principale qui peut participer activement à l'action d'enlèvement de matière pendant l'usinage. Ainsi, une arête de coupe enlève tout le volume de matériau en un seul passage. Contrairement à cela, une coupe multipoint se compose d'au moins deux arêtes de coupe et toutes peuvent également participer à l'action d'enlèvement de matière en un seul passage. Ainsi, la charge de copeaux par arête de coupe est considérablement réduite. Les opérations de tournage, de façonnage, de rabotage, d'alésage, de coupe à la volée, etc. sont effectuées à l'aide d'une fraise monopointe ; tandis que le fraisage, le perçage, le moletage, l'alésage, etc. utilisent une fraise multipoint. Une fraise multipointe peut contenir de deux (perceuse ou fraise) à des centaines d'arêtes de coupe (abrasifs de meule). Les différentes différences entre la fraise à un seul point et la fraise à plusieurs points sont présentées ci-dessous sous forme de tableau.

Table :Différences entre les fraises monopointes et multipointes

Nombre d'arêtes de coupe : Comme leur nom l'indique, les outils de coupe à pointe unique se composent d'un seul tranchant principal. Cette arête participe à l'action d'enlèvement de matière tout au long de la passe lors de l'usinage. Lors du passage suivant, soit le même tranchant peut être utilisé, soit il peut être remplacé par un nouveau plus tranchant. Il convient de noter que ces fraises peuvent contenir plus d'un tranchant à la fois sur l'outil; cependant, un seul s'engagera pendant l'usinage (par exemple, considérons un outil de tournage à base d'insert qui contient généralement 3 ou 4 arêtes de coupe présentes sur le corps de l'outil à la fois mais un seul participe à la coupe). Contrairement à cela, les fraises multipoints contiennent plus d'une arête de coupe et toutes (ou la plupart d'entre elles) participent activement à l'action de cisaillement en un seul passage.

Contact entre la fraise et la pièce et ses conséquences : Lorsque l'usinage est effectué à l'aide d'une fraise monopointe, une seule arête de coupe reste en contact permanent avec la pièce. Cela provoque une forte augmentation de la température de l'outil et le résultat est des dommages thermiques de la fraise comme un taux d'usure accru, une déformation plastique, une durée de vie dégradée de l'outil, etc. sur la fraise, etc.) doivent être prises pour se débarrasser de tels dommages. D'autre part, dans la fraise multipoints, soit tous (exemple perçage, alésage, etc.) soit seulement quelques-uns s'engagent avec la pièce (exemple taillage, brochage, etc.). Habituellement, les fraises avec un plus grand nombre d'arêtes enlèvent de la matière par engagement et désengagement simultanés des arêtes de coupe. Cela protège la fraise contre la surchauffe en laissant suffisamment de temps pour dissiper la chaleur pendant la période de désengagement. Cependant, une coupe intermittente peut augmenter les vibrations et les forces déséquilibrées.

Chargement des puces : Il est axiomatique que pendant l'usinage, la fraise comprime une fine couche de matériau de travail et se cisaille progressivement si elle est coupée. Ainsi, à chaque instant, le mouvement de la fraise est limité par une zone de matériau de travail, qui doit être retirée. Cette zone de matériau de la pièce juste devant la fraise à un instant particulier est appelée charge de copeaux. Mathématiquement, il peut être exprimé par la multiplication de l'avance et de la profondeur de coupe (s × t) et peut être exprimé soit en termes de temps par unité, soit par tour. Dans le cas d'une fraise à pointe unique, la totalité de la charge de copeaux est supportée par une seule arête de coupe ; tandis que, dans les fraises multipoints, la charge de copeaux entière est répartie sur toutes les arêtes de coupe et chaque arête est donc soumise à une charge de copeaux nettement inférieure.

Disposition pour une vitesse, une avance et une profondeur de coupe plus élevées : Avec une fraise à pointe unique, si une vitesse, une avance et une profondeur de coupe plus élevées sont utilisées, l'arête de coupe sera soumise à une charge de copeaux plus élevée et l'outil peut donc tomber en panne prématurément en raison d'une rupture catastrophique. Avec la fraise multipoints, une vitesse, une avance et une profondeur de coupe plus élevées peuvent être utilisées sans aucun problème palpable. Étant donné que le taux d'enlèvement de matière (MRR) est proportionnel à la vitesse de coupe, à l'avance et à la profondeur de coupe (MRR =1000V.s.t), ces fraises peuvent fournir un MRR plus élevé, ce qui contribue par conséquent à améliorer la productivité.

Cassure du tranchant : Lors de l'usinage avec une fraise à pointe unique, en cas de rupture imprévue d'une arête de coupe due à une raison inexorable (comme l'inhomogénéité du matériau de travail, les vibrations, l'encrassement des copeaux, le dysfonctionnement de la machine, etc.), l'opération doit obligatoirement s'arrêter pour remplacer la fraise par une neuve. Cependant, dans un cas similaire avec des couteaux multipoints (c'est-à-dire, cassure d'un bord), l'opération peut être effectuée sans trop de problèmes à l'aide d'autres bords de coupe intacts. Cependant, cela peut ne pas être possible dans tous les scénarios, en particulier lorsque l'outil se compose de moins d'arêtes de coupe.

Conception et fabrication : En raison de leur géométrie simple, les fraises à pointe unique sont faciles à concevoir et peuvent également être fabriquées facilement par rapport aux fraises multipoints.

Une comparaison scientifique entre les coupeurs à point unique et les coupeurs multipoints est présentée dans cet article. L'auteur vous suggère également de parcourir les références suivantes pour une meilleure compréhension du sujet.

• Usinage et machines-outils par A. B. Chattopadhyay (1 ^er édition, Wiley).
• Manufacturing Engineering and Technology :SI Edition par S. Kalpakjian et S. R. Schmid (7 ^e édition, Pearson Ed Asia).