Maîtriser le fraisage à haute efficacité : techniques et avantages

Ce qui suit n'est que l'un des nombreux articles de blog pertinents sur le fraisage à haute efficacité. Pour une compréhension complète de cette méthode d'usinage populaire, consultez les articles supplémentaires sur le HEM ci-dessous !

Usinage à grande vitesse vs HEM | Comment lutter contre l'amincissement des copeaux | Plongée dans la profondeur de coupe | Comment éviter 4 types majeurs d'usure d'outil | Introduction au fraisage trochoïdal

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Le fraisage à haute efficacité (HEM) est une stratégie qui gagne rapidement en popularité dans l'industrie de l'usinage des métaux. La plupart des logiciels FAO proposent désormais des modules pour générer des trajectoires d'outils HEM, chacun sous son nom propriétaire. Dans ces logiciels, le HEM est également connu sous les noms de fraisage dynamique ou d'usinage à haute efficacité, entre autres. Le HEM peut entraîner une efficacité d'atelier profonde, une durée de vie prolongée des outils, de meilleures performances et des économies de coûts. Les fraises à queue haute performance conçues pour atteindre des vitesses et des avances plus élevées aideront les machinistes à récolter tous les avantages de cette méthode d'usinage populaire.

Le fraisage à haute efficacité défini

Le HEM est une technique de fraisage pour l'ébauche qui utilise une profondeur de coupe radiale (RDOC) plus faible et une profondeur de coupe axiale (ADOC) plus élevée. Cela répartit l'usure uniformément sur le tranchant, dissipe la chaleur et réduit le risque de rupture d'outil.

Cette stratégie diffère du fraisage traditionnel ou conventionnel, qui nécessite généralement une RDOC plus élevée et une ADOC plus faible. Le fraisage traditionnel provoque des concentrations de chaleur dans une petite partie de l'outil de coupe, accélérant le processus d'usure. De plus, alors que le fraisage traditionnel exige plus de passes axiales, les trajectoires d'outils HEM utilisent plus de passes radiales.

Pour plus d'informations sur l'optimisation de la profondeur de coupe par rapport au HEM, voir Plongée dans la profondeur de coupe : approches périphériques, rainurage et HEM.

Applications FAO intégrées

La technologie d'usinage a progressé avec le développement de machines plus rapides et plus puissantes. Pour suivre le rythme, de nombreuses applications FAO ont développé des fonctionnalités intégrées pour les trajectoires d'outils HEM, y compris le fraisage trochoïdal, une méthode d'usinage utilisée pour créer une rainure plus large que le diamètre de coupe de l'outil.

Le HEM repose largement sur la théorie entourant l'amincissement radial des copeaux, ou le phénomène qui se produit avec des RDOC variables, et se rapporte à l'épaisseur du copeau et à l'avance par dent. Le HEM ajuste les paramètres pour maintenir une charge constante sur l'outil pendant toute l'opération d'ébauche, ce qui entraîne des taux d'enlèvement de matière (MRR) plus agressifs. À cet égard, le HEM diffère des autres trajectoires d'outils haute performance, qui impliquent différentes méthodes pour atteindre un MRR significatif.

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Pratiquement toute machine à commande numérique peut effectuer du HEM – la clé est un contrôleur CNC rapide. Lors de la conversion d'un programme régulier vers le HEM, environ 20 lignes de code HEM seront écrites pour chaque ligne de code régulier. Un processeur rapide est nécessaire pour anticiper le code et suivre l'opération. De plus, un logiciel FAO avancé qui gère intelligemment la charge de l'outil en ajustant l'IPT et la RDOC est également nécessaire.

Études de cas sur le fraisage à haute efficacité

L'exemple suivant montre le résultat obtenu par un machiniste utilisant un outil Helical Solutions HEV-5 pour effectuer une opération HEM dans de l'acier inoxydable 17-4PH. Lors de l'exécution du HEM, cette fraise de ½" de diamètre, à 5 dents, a engagé la pièce à seulement 12 % radialement, mais à 100 % axialement. Ce machiniste a pu réduire l'usure de l'outil et a pu réaliser 40 pièces avec un seul outil, contre seulement 15 avec une trajectoire d'ébauche traditionnelle.

L'effet du HEM sur une application d'ébauche peut également être vu dans l'étude de cas ci-dessous. En usinant de l'aluminium 6061 avec la fraise Helical H45AL-C-3, une fraise à ébaucher de 1/2", 3 dents, ce machiniste a pu terminer une pièce en 3 minutes, contre 11 minutes avec une trajectoire d'ébauche traditionnelle. Un seul outil a pu réaliser 900 pièces avec le HEM, une augmentation de plus de 150 % par rapport à la méthode traditionnelle.

Importance de l'outillage pour le HEM

De manière générale, le HEM est une question de gestion de l'outil – pas de l'outil lui-même. Pratiquement tous les outils peuvent effectuer du HEM, mais l'utilisation d'outillages conçus pour résister aux rigueurs du HEM entraînera un plus grand succès. Bien que vous puissiez courir un marathon avec n'importe quel type de chaussures, vous obtiendriez probablement les meilleurs résultats et performances avec des chaussures de course.

Le HEM est souvent considéré comme une méthode d'usinage pour les outils de plus grand diamètre en raison du MRR agressif de l'opération et de la fragilité des outils de moins de 1/8" de taille. Cependant, les outils miniatures peuvent également être utilisés pour réaliser du HEM.

L'utilisation d'outils miniatures pour le HEM peut créer des défis supplémentaires qui doivent être compris avant de commencer votre opération.

Meilleurs outils pour le HEM :

• Nombre de dents élevé pour un MRR accru.
• Diamètre de noyau important pour une résistance accrue.
• Revêtement d'outil optimisé pour le matériau de la pièce pour une lubrification accrue.
• Conception à pas variable / hélice variable pour réduire les harmoniques.

Points clés à retenir

Le HEM est une opération d'usinage qui continue de gagner en popularité dans les ateliers du monde entier. Technique de fraisage pour l'ébauche qui utilise une RDOC plus faible et une ADOC plus élevée que le fraisage traditionnel, le HEM répartit l'usure uniformément sur le tranchant d'un outil, réduisant les concentrations de chaleur et ralentissant le taux d'usure de l'outil. Cela est particulièrement vrai avec les outillages les mieux adaptés pour promouvoir les avantages du HEM.