Comment sélectionner une broche

Lorsqu'ils essaient de développer des processus efficaces, de nombreux machinistes et programmeurs se tournent d'abord vers la sélection d'outils. Il est vrai que l'outillage peut souvent faire une grande différence dans le temps d'usinage, les vitesses et les avances, mais saviez-vous que la broche de votre machine peut avoir un effet tout aussi percutant ? Les jambes de toute machine CNC, les broches sont composées d'un moteur, d'un cône pour tenir les outils et d'un arbre qui maintiendra tous les composants ensemble. Souvent alimentées à l'électricité, les broches tournent sur un axe qui reçoit son entrée du contrôleur CNC de la machine.

Pourquoi est-il important de choisir la bonne broche ?

Le choix de la bonne broche pour usiner votre pièce est d'une très grande importance pour une production réussie. Alors que les options d'outillage continuent de croître, il est important de savoir quel outillage votre broche peut utiliser. Les outils de grand diamètre tels que les grandes fraises en bout ou les fraises à surfacer nécessitent généralement des vitesses de broche plus lentes et des coupes plus profondes pour enlever de grandes quantités de matière. Ces applications nécessitent une rigidité extrême de la machine et nécessitent une broche à couple élevé.

En revanche, les outils de plus petit diamètre auront besoin d'une broche à plus grande vitesse. Des vitesses et des avances plus rapides offrent de meilleures finitions de surface et sont utilisées dans une variété d'applications. En règle générale, une fraise en bout d'un demi-pouce ou moins fonctionnera bien avec un couple inférieur.

Types de broches CNC

Après avoir découvert ce que vous devez rechercher dans une broche, il est temps de vous renseigner sur vos différentes options. Les broches varient généralement selon le type, le style du cône ou sa taille. Le cône est la partie conique du porte-outil qui s'adapte à l'intérieur de l'ouverture de la broche. Chaque broche est conçue pour s'accoupler avec un certain style et une certaine taille de cône.

Titulaires CAT et BT

C'est le support le plus largement utilisé pour le fraisage aux États-Unis. Appelés «supports à bride en V», ces deux styles nécessitent un bouton de retenue ou un goujon à tirer à l'intérieur de la broche de la machine. Le BT (style métrique) est populaire à l'étranger.

Détenteurs HSK

Ce type de support est une norme allemande connue sous le nom de « cône à tige creuse ». La partie conique du support est beaucoup plus courte que ses homologues. Il engage également la broche d'une manière différente et ne nécessite pas de tirette ou de bouton de rétention. Le porte-outil HSK est utilisé pour créer une répétabilité et une durée de vie plus longue, en particulier dans les applications de fraisage à haute efficacité (HEM).

Tous ces supports ont des avantages et des limites, notamment le prix, la précision et la disponibilité. La bonne sélection dépendra en grande partie des exigences de votre application.

Couple par rapport à la puissance

Le couple est défini comme une force perpendiculaire à l'axe de rotation sur une distance. Il est important d'avoir des capacités de couple élevées lors de l'utilisation d'une fraise en bout de plus de ½ pouce, ou lors de l'usinage d'un matériau difficile tel que l'Inconel. Le couple aidera à mettre de la puissance derrière l'action de coupe de l'outil.

La puissance correspond à la quantité de travail effectuée. La puissance est importante pour les fraises en bout de petit diamètre et les matériaux faciles à usiner comme l'aluminium.

Vous pouvez considérer le couple comme un tracteur :il ne peut pas aller très vite, mais il y a beaucoup de puissance derrière. Considérez la puissance comme une voiture de course :elle peut aller très vite mais ne peut ni tirer ni pousser.

Tableau couple-puissance

Chaque machine et chaque broche doivent être accompagnées d'un tableau de puissance de couple. Ces tableaux vous aideront à comprendre comment maximiser votre broche pour le couple ou la puissance, selon ce dont vous avez besoin :

Taille de broche appropriée

La taille de la broche et du cône de queue correspond au poids et à la longueur des outils utilisés, ainsi qu'au matériau que vous envisagez d'usiner. CAT40 est la broche la plus utilisée aux États-Unis. Ces broches sont idéales pour utiliser des outils qui ont une fraise en bout de ½ pouce de diamètre ou plus petit dans n'importe quel matériau. Si vous envisagez d'utiliser une fraise en bout de 1 pouce dans un matériau comme l'Inconel ou le titane, un CAT50 serait un choix plus approprié. Plus l'angle de cône est élevé, plus la broche est capable de coupler.

Bien qu'il soit important de choisir le bon outil pour votre application, le choix d'un outil que votre broche peut utiliser est primordial pour le succès de l'usinage. Connaître la quantité de couple requise aidera les machinistes à éviter bien des maux de tête.