Fraisage grande avance :est-ce uniquement une question d'avance de table ? Examen des fraises à grande avance de Kyocera

Le fraisage à grande avance présente de nombreux avantages, notamment en vous aidant à améliorer votre taux d'enlèvement de matière et à prolonger la durée de vie de l'outil. En savoir plus sur les stratégies de coupe qui peuvent améliorer le rendement de vos centres d'usinage.

Alors que l'usinage devient plus sophistiqué et que les acteurs de l'industrie recherchent des solutions pour les aider à prendre une longueur d'avance sur un marché concurrentiel, le fraisage à grande avance est en train de devenir une méthode d'usinage populaire.

Le fraisage à grande avance permet d'usiner à des vitesses plus rapides que les méthodes conventionnelles. Avec une profondeur de coupe plus faible et une vitesse d'avance plus élevée que d'habitude, vous obtenez un meilleur enlèvement de copeaux et, en fin de compte, une durée de vie de l'outil plus longue.

Les taux d'enlèvement de copeaux élevés font du fraisage à grande avance une méthode très productive et rentable pour usiner rapidement une grande variété de pièces.
 

Les autres avantages du fraisage à grande avance incluent :

• La production de copeaux plus fins que ceux fabriqués par les fraises traditionnelles à 90 et 45 degrés. Cela se traduit par des taux d'enlèvement de métal plus élevés et des temps de cycle réduits.
• En utilisant des fraises à grande avance (10-25 degrés), la force est dirigée vers la broche, ce qui réduit le broutage et améliore la durée de vie de l'outil et la surface finie de la pièce usinée. (La famille MFH de fraises à grande avance de KYOCERA a également une conception d'arête de coupe convexe qui aide à réduire l'impact lorsque la fraise pénètre dans la pièce, réduisant ainsi la force de coupe et les vibrations.)
• Une arête de coupe à angle de 10 degrés, ce qui signifie :
  • L'épaisseur des copeaux reste constante sur toute la plage de profondeur de coupe.
  • Peu importe la profondeur de coupe, une épaisseur de copeau plus fine et une force de coupe plus faible seront réalisées
  • Une réduction des températures d'usinage signifie une meilleure option pour les alliages résistants à la chaleur.
• Les fraises à grande avance sont multifonctionnelles avec une large gamme d'applications pour plusieurs processus de travail des métaux, y compris : 
  • Fraisage de surface et épaulement
  • Sloting
  • Ramping
  • Fraisage hélicoïdal
  • Poche
  • Contournage

Une plus grande profondeur de coupe

Une grande variété de conceptions de fraises indexables à grande avance sont disponibles sur le marché. KYOCERA propose à lui seul cinq options différentes, y compris le nouveau MFH-Max, qui offre des capacités de profondeur de coupe plus importantes que les fraises à grande avance conventionnelles. Le MFH-Max permet une profondeur de coupe de 0,098 pouce, tandis que les fraises conventionnelles à grande avance permettent une profondeur de coupe moins profonde de 0,039 pouce. Cette caractéristique permet une productivité accrue et une durée de vie plus longue de l'outil.

Tout comme les autres fraises de la famille MFH, la nouvelle Max produit d'excellentes performances dans une large gamme d'applications, y compris les pièces automobiles, les matériaux difficiles à couper et les moules, offrant de multiples solutions pour divers environnements d'usinage.

Cependant, les capacités de profondeur de coupe plus importantes du Max signifient que la vitesse d'avance doit être inférieure à celle des fraises à grande avance conventionnelles. Est-ce que cela équivaut à un taux d'enlèvement de métal plus faible ? Pour le savoir, KYOCERA a comparé le MFH-Max au MFH-Raptor et au MFH-Mini dans un scénario d'usinage typique pour voir lequel serait le plus productif.

Pour le test, KYOCERA a sélectionné un scénario d'usinage typique (décoffrage d'une pièce 4140, 28-32 Rc et 5" x 6" avec un total de 0,090" à enlever) et a évalué trois fraises à grande avance différentes pour voir laquelle était la plus productive.

Les fraises à grande avance

Nous avons utilisé les fraises suivantes pour le test :

Non. 1 :2" MFH-Raptor MFH2000R-14-4T (4 dents, inserts SOMT14)

• DCX (diamètre max jusqu'au bord extérieur de la plaquette) :2"
• DC (diamètre de coupe) :1,094"
• APMX (profondeur de coupe maximale) :0,079"

Non. 2 :2" MFH-Mini MFH2000R-03-9T (9 dents, inserts LOGU03)

• DCX :2 pouces
• CC :1,685"
• APMX :0,039"

Non. 3 :50 mm MFH-Max MFH050R-04-7T-M (2" non disponible au moment de l'étude, 7 flûtes, inserts LOMU04)

• DCX :1,969"
• CC :1,535"
• APMX :0,098"

Les fraises à grande avance ne sont pas différentes des autres fraises :c'est-à-dire qu'avec tout sauf un angle d'attaque de 90 degrés, vous devez faire attention à la dimension CC, qui régit la partie plate usinée, et à la valeur APMX (la profondeur maximale de Couper). Connaissant ces dimensions, nous pouvons calculer le nombre de passes nécessaires avec chaque fraise pour faire face à notre pièce à une profondeur de 0,090".

En prenant le MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T) comme exemple, vous pouvez voir dans le tableau ci-dessus qu'il faudra six passes pour faire face à la pièce puisque la dimension DC est juste supérieure à 1".

De plus, étant donné que l'APMX de la fraise est inférieure à 0,090", il faudra deux passes dans la direction Z pour atteindre la profondeur totale.

Nous aurons besoin d'un total de 12 passes pour usiner à la dimension souhaitée (6 x 2 =12). Le MFH-Mini a une plus grande dimension DC mais un APMX plus petit et le résultat est également un total de 12 passages. Nous avons envisagé deux options avec le MFH-Max. Il est capable de prendre toute la profondeur de coupe de 0,090 po, ce qui donne quatre passes au total, mais à une vitesse d'alimentation réduite. Nous avons également évalué la prise de deux passes de 0,045" (un total de huit passes) à une avance plus élevée.

Pour les besoins de cette évaluation, nous avons utilisé la même nuance de carbure (PR1535) dans chaque fraise et avons exécuté chacune aux points de départ recommandés pour la vitesse et l'avance.

Les deux mesures les plus courantes de la productivité sont l'avance de la table (Vf) et le taux d'enlèvement de métal (MRR) mis en évidence dans le tableau ci-dessus.

Les deux montrent la vitesse de la coupe, mais ils ne racontent pas toute l'histoire. Le taux d'enlèvement de matière est généralement une représentation plus précise de la productivité, tout comme une mesure de la quantité de matière enlevée par minute de temps de coupe. Elle est fonction de l'avance de la table, de la profondeur (Ap) et de la largeur (Ae) de coupe. Dans notre cas particulier, il se trouve que le classement de Vf et MRR est le même pour chaque coupeur. Cependant, vous pouvez voir que si le Vf du MFH-Max (67,9 pouces cubes par minute) est d'environ le quart de celui du MFH-Mini (257,9), le taux d'enlèvement de métal est de 79 % (9,07 contre 11,48). En utilisant l'une ou l'autre des mesures, nous nous attendrions à voir le MFH-Mini arriver en haut, suivi du MFH-Raptor et du MFH-Max en bas. Ce que ceux-ci ne prennent pas en considération, c'est le temps de non-coupe (mouvements rapides pour se repositionner pour des passes supplémentaires). À mesure que le nombre de passes augmente, le nombre de mouvements de positionnement nécessaires augmente également.

Pour regarder chacune des stratégies de coupe, cliquez sur les liens vidéo ci-dessous.

N° 1 :MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T) :

N° 2 :MFH-Mini (MFH2000R-03-9T) :

N° 3 :MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0,090 po Ap) :

N° 4 :MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0,045" Ap) :

Décomposer les résultats

Comment chacun des tests s'est-il comparé ?

Dans le tableau ci-dessous, vous pouvez voir que le plus petit nombre de passes compense largement la différence d'avance de table (Vf) ou MRR, permettant à la fraise MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) de prendre toute la profondeur de 0,090" pour obtenir le temps de cycle le plus court (30,23 secondes).

Le MFH-Mini (MFH2000R-03-9T) et le MFH-Max (MFH050R-04-7T-M) (0,045" Ap) ont pris respectivement 12 et huit passages au total, et ont donné des temps de cycle presque identiques ( 31.24 et 31.26).

Le MFH-Raptor (MFH2000R-14-4T) (deuxième Vf et MRR les plus élevés) a enregistré le temps de cycle le plus long en raison du nombre élevé de passages.

En comparant les fraises avec 12 passes au total, nous pouvons voir que l'option avec l'avance de table plus élevée et le MRR est arrivée en tête. Bien qu'il s'agisse d'un cas spécifique, cela montre que non seulement l'alimentation de table (Vf) et le MRR doivent être pris en compte, mais que nous devons également examiner le nombre total de passes requises et le temps de non-coupe lors de l'évaluation des temps de cycle globaux.

De toute évidence, des modifications des dimensions globales de notre pièce ou de l'enlèvement total de matière auraient un impact sur les résultats observés lors de nos tests.

Il va sans dire que vous devez tenir compte de votre situation unique pour déterminer la fraise à grande avance optimale adaptée à votre pièce particulière.

Utilisez-vous le fraisage à grande avance dans votre atelier ? Quels avantages avez-vous trouvé ? Partagez vos pensées et vos idées dans les commentaires ci-dessous.