Comment le nombre de goujures influence la performance des fraises en bout

L'une des considérations les plus importantes lors du choix d'une fraise en bout est de déterminer quel nombre de goujures est le meilleur pour le travail en main. À la fois le matériau et l'application jouent un rôle important dans cette partie critique du processus de sélection d'outil. Comprendre les effets du nombre de goujures sur d'autres propriétés d'outil, et comment un outil se comportera dans différentes situations est une considération essentielle dans le processus de sélection d'outil.

Machining Advisor Pro (MAP) prend en compte le nombre de goujures pour vous aider à régler les paramètres de fonctionnement.

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Bases de la géométrie d'outil

Généralement, les outils avec plus de goujures ont un noyau plus large et des vallées de goujures plus petites que les outils avec moins de goujures. Plus de goujures avec un noyau plus large peuvent fournir à la fois des avantages et des restrictions selon l'application. Simplement mis, un noyau plus large est directement proportionnel à la force de l'outil ; plus le noyau est large, plus l'outil sera fort. En retour, un noyau plus large réduit aussi la profondeur de goujure d'un outil, restreignant la quantité d'espace pour les copeaux d'exister. Cela peut causer des problèmes de bourrage de copeaux dans les applications nécessitant un fort enlèvement de matière. Cependant, ces considérations ne nous mènent que part way lors de la prise de décision sur quel outil utiliser, et quand.

Considérations matériau

Traditionnellement, les fraises en bout venaient soit en option 2 goujures ou 4 goujures. La règle empirique largement acceptée était d'utiliser 2 goujures pour usiner l'aluminium et les matériaux non-ferreux, et 4 goujures pour usiner l'acier et les alliages plus durs. Comme l'aluminium et les alliages non-ferreux sont typiquement beaucoup plus tendres que les aciers, la force d'un outil est moins une préoccupation, un outil peut être alimenté plus vite, et des taux d'enlèvement de matière (MRR) plus larges sont facilités par les grandes vallées de goujures des outils 2 goujures. Les matériaux ferreux sont typiquement beaucoup plus durs, et requièrent la force d'un noyau plus large. Les avances sont plus lentes, résultant en des copeaux plus petits, et permettant les vallées de goujures plus petites d'un outil à noyau plus large. Cela permet aussi plus de goujures sur l'outil, ce qui à son tour augmente la productivité.

Récemment, avec des machines et parcours d'outil plus avancés, les outils à haut nombre de goujures sont devenus la norme en fabrication. L'outillage non-ferreux est devenu largement centré sur les outils 3 goujures, permettant une plus grande productivité tout en permettant encore une évacuation de copeaux appropriée. L'outillage ferreux a fait un pas de plus et progressé non seulement vers 5 et 6 goujures, mais jusqu'à 7 goujures et plus dans certains cas. Avec une gamme de dureté plus large, parfois au sommet de l'échelle de dureté Rockwell, beaucoup plus de goujures ont permis une durée de vie d'outil plus longue, moins d'usure d'outil, des outils plus forts, et moins de déflexion. Tout cela résulte en des outils plus spécialisés pour des matériaux plus spécifiques. Le résultat final est des MRR plus élevés et une productivité accrue.

Paramètres de fonctionnement

Tout comme les considérations matériau auront un impact sur l'outil que vous choisissez, le type d'opération et les exigences de profondeur de coupe peuvent aussi avoir un grand impact sur le nombre idéal de goujures pour votre application. Dans les applications d'ébauche, des nombres de goujures plus bas peuvent être désirés pour évacuer de grandes quantités de copeaux plus vite avec des vallées de goujures plus grandes. Cela dit, il y a un équilibre à trouver, car les parcours d'outil modernes tels que le fraisage à haute efficacité (HEM) peuvent atteindre des MRR extrêmes avec un pas très petit, et un nombre plus élevé de goujures. Dans un sens plus traditionnel, les hauts nombres de goujures sont excellents pour les opérations de finition où de très petites quantités de matière sont enlevées, et une plus grande finition peut être atteinte avec plus de goujures, sans s'inquiéter autant de l'évacuation des copeaux.

Le nombre de goujures joue un grand rôle dans le calcul des vitesses et avances aussi. Une règle empirique courante est « plus de goujures, plus d'avance », mais cela peut être une idée fausse très préjudiciable. Bien que vrai dans certains cas, ce n'est pas un principe infiniment scalable. Comme énoncé précédemment, augmenter le nombre de goujures sur un outil limite la taille que les vallées de goujures peuvent être. Alors qu'ajouter une 5ème goujure à un outil 4 goujures théoriquement vous donne 25 % plus d'enlèvement de matière par révolution avec une avance appropriément augmentée, alimenter l'outil si vite peut surcharger l'outil. L'augmentation de 25 % en enlèvement de matière est plus probablement proche de 10-15 %, donné que l'outil est exactement le même dans toutes les autres spécifications. Les outils à haut nombre de goujures peuvent nécessiter que les vitesses et avances soient réduites tellement dans certains cas, qu'un nombre de goujures plus bas peut être encore plus efficace. Trouver le bon équilibre est clé dans les pratiques de fraisage modernes.