Angles d'hélice des outils de coupe : avantages et inconvénients expliqués

Bien que de nombreux facteurs influencent le résultat d'une opération d'usinage, un facteur souvent négligé est l'angle d'hélice de l'outil de coupe. L'angle d'hélice d'un outil est mesuré par l'angle formé entre la ligne centrale de l'outil et une ligne droite tangente le long du bord de coupe.

Un angle d'hélice plus élevé, généralement 40° ou plus, s'enroulera autour de l'outil « plus vite », tandis qu'un angle d'hélice « plus lent » est généralement inférieur à 40°.

Lors du choix d'un outil pour une opération d'usinage, les machinistes considèrent souvent le matériau, les dimensions de l'outillage et le nombre de goujures. L'angle d'hélice doit également être considéré pour contribuer à une évacuation efficace des copeaux, une meilleure finition de pièce, une durée de vie d'outil prolongée et des temps de cycle réduits.

Règle générale pour les angles d'hélice

Une règle générale est que à mesure que l'angle d'hélice augmente, la longueur d'engagement le long du bord de coupe diminuera. Cela dit, il y a de nombreux avantages et inconvénients aux angles d'hélice lents et élevés qui peuvent impacter toute opération d'usinage.

Outil à hélice lente <40°

Avantages

• Résistance accrue — Un noyau plus large crée un outil fort qui peut résister à la déflexion, ou la force qui pliera un outil sous pression.
• Réduction du soulèvement — Une hélice lente diminuera le soulèvement de la pièce de la table de travail dans des configurations moins sécurisées.
• Évacuation de copeaux plus large — L'hélice lente permet à l'outil de créer un gros copeau, idéal pour l'ébauche de matière.

Inconvénients

• Finition rugueuse — Une fraise à hélice lente prend un gros copeau, mais peut parfois avoir du mal à l'évacuer. Cette inefficacité peut résulter en une finition de pièce médiocre.
• Avance plus lente — La force radiale accrue d'une fraise à hélice lente nécessite de faire tourner la fraise à une avance plus lente.

Outil à hélice élevée >40°

Avantages

• Force radiale plus faible — L'outil tournera plus silencieusement et plus doucement en raison d'une meilleure action de cisaillement, et permettra moins de déflexion et plus de stabilité dans les applications à parois minces.
• Évacuation efficace des copeaux — À mesure que l'angle d'hélice augmente, la longueur d'engagement du bord de coupe diminuera, et la force axiale augmentera. Cela soulève les copeaux vers le haut et loin, résultant en une évacuation efficace des copeaux.
• Finition de pièce améliorée — Avec des forces radiales plus faibles, les outils à hélice élevée sont capables de couper à travers le matériau beaucoup plus facilement avec une meilleure action de cisaillement, laissant une finition de surface améliorée.

Inconvénients

• Dents de coupe plus faibles — Avec une hélice plus élevée, les dents d'un outil seront plus fines, et donc plus fragiles.
• Risque de déflexion — Les dents plus petites de l'outil à hélice élevée augmenteront le risque de déflexion, ou la force qui pliera un outil sous pression. Cela limite à quelle vitesse vous pouvez pousser les outils à hélice élevée.
• Risque accru de défaillance d'outil — Si la déflexion n'est pas correctement gérée, cela peut résulter en une mauvaise qualité de finition et une défaillance d'outil.

Angle d'hélice : Une décision importante

En résumé, un machiniste doit considérer de nombreux facteurs lors du choix d'outils pour chaque application. Parmi le matériau, les exigences de finition et les temps de course acceptables, un machiniste doit également considérer l'angle d'hélice de chaque outil utilisé. Une fraise à hélice lente permettra une formation de copeaux plus large, une résistance d'outil accrue et une réduction des forces de soulèvement. Cependant, elle peut ne pas laisser une excellente finition. Une fraise à hélice élevée permettra une évacuation efficace des copeaux et une excellente finition de pièce, mais peut être sujette à une déflexion accrue, ce qui peut mener à la casse d'outil si elle n'est pas correctement gérée.