Maximiser la performance des fraises à haute équilibrage : conseils pour longévité et précision

L'usinage à grande vitesse devient de plus en plus répandu dans les ateliers d'usinage du monde entier en raison des avantages prouvés d'une plus grande efficacité et productivité grâce à des vitesses de broche augmentées et des taux d'enlèvement de matière. Cependant, à de telles vitesses de broche élevées, des erreurs et imperfections autrement négligeables peuvent causer des effets négatifs tels que durée de vie d'outil réduite, mauvaise finition de surface, et usure sur la machine elle-même. Beaucoup de ces effets négatifs découlent d'une augmentation des forces centrifuges totales menant à la vibration, communément appelée dans l'industrie chatter. Un contributeur clé aux vibrations et l'un des facteurs plus contrôlables, est le déséquilibre d'outil.

Pourquoi l'équilibrage est critique pour l'usinage

Le déséquilibre est l'étendue à laquelle le centre de masse de l'outil diverge de son axe de rotation. De petits niveaux de déséquilibre peuvent être indistinguables à bas RPM, mais à mesure que la force centrifuge augmente, de petites variations dans le centre de masse de l'outil peuvent causer des effets néfastes substantiels sur sa performance. Les fraises à queue à haute équilibrage sont souvent utilisées pour aider à résoudre le problème des vitesses de broche augmentées. L'équilibrage est utilisé pour compenser la distribution de masse intrinsèquement asymétrique, qui est généralement complétée en enlevant une masse d'un montant et orientation calculés.

Helical Solutions offre des fraises à queue à haute équilibrage en options 2 et 3 flûtes (voir Figure 2), carrée et rayon de coin, ainsi qu'avec arrosage central sur les outils 3 flûtés. Ces fraises sont équilibrées à la norme industrielle de G2.5 à 33 000 RPM : G signifie le dommage potentiel dû au déséquilibre, qui peut être exprimé comme « Grade de Qualité d'Équilibrage » ou G et 2.5 est la vitesse de vibration en mm par seconde. Ces outils sont conçus spécifiquement pour augmenter la performance dans les centres d'usinage hautement équilibrés qui sont capables de RPM et débits d'avance élevés. Avec l'outillage à haute équilibrage, des finitions de surface améliorées sont aussi atteintes grâce aux vibrations réduites pendant le processus d'usinage. De plus, ces fraises ont été conçues autour du maintien d'outil haut de gamme actuel, et sont disponibles dans une variété de longueurs de col à des longueurs totales spécifiques. Ces combinaisons dimensionnelles résultent en une rigidité maximale et un porte-à-faux réduit, permettant une performance optimale et la capacité de pousser les outils à la limite.

Avantages coûts de l'outillage à haute équilibrage

Les machinistes qui choisissent d'utiliser des fraises à queue à haute équilibrage verront certains avantages à la broche, mais aussi dans leurs portefeuilles. Les avantages coûts d'opter pour ce type d'outil incluent :

• Durée de vie d'outil plus longue
• Durée de vie de broche plus longue
• Temps d'arrêt machine réduit

Utilisation des testeurs de tapotement (Tap Testers)

Ce que font les testeurs de tapotement

Les vibrations sont le pire ennemi de votre application, surtout à RPM et débits d'avance élevés. L'utilisation de ressources telles qu'un testeur de tapotement peut aider à diminuer les vibrations et vous permettre de tirer le meilleur parti de vos fraises à haute équilibrage en générant des prédictions de performance de coupe et des limites de chatter.

Comment fonctionne le test de tapotement

Le test de tapotement génère des prédictions de performance de coupe et des limites de chatter. Dans un test de tapotement, la structure machine-outil est « excitée », ou testée, en étant frappée avec un marteau d'impulsion. En fraisage, la structure machine-outil est généralement flexible dans les trois directions : X, Y et Z, mais dans les applications de fraisage où l'outillage à haute équilibrage est utilisé, la flexibilité est communément seulement considérée dans deux plans – les directions X et Y. En frappant les directions X et Y avec le marteau d'impulsion, l'impact excitera la structure sur une certaine plage de fréquence qui dépend de la taille du marteau, du type d'outil utilisé, et de la structure elle-même. Les fréquences générées à partir du coup initial produiront suffisamment d'informations pour que la mesure de force d'impact et la mesure de déplacement/accéléromètre soient disponibles. La combinaison de ces deux mesures résultera en la Fonction de Réponse en Fréquence, qui est un graphique de la rigidité dynamique de la structure en fréquences.

Après que les informations du test de tapotement sont rassemblées, elles seront ensuite traitées en paramètres de coupe utiles pour toutes les vitesses de broche telles que les profondeurs de coupe, taux de vitesse, et taux d'avance. En connaissant les paramètres de fonctionnement optimaux, les vibrations peuvent être minimisées et l'outil peut être utilisé à son plein potentiel.

Outillage à haute équilibrage résumé

Garder les vibrations à distance pendant le processus d'usinage est extrêmement important pour le succès de l'usinage. Parce qu'une cause de vibration est le déséquilibre d'outil, l'utilisation d'un outil équilibré résultera en un job plus fluide, un produit final plus propre, et une durée de vie plus longue à la fois de l'outil et de la broche. Les machinistes qui choisissent d'utiliser l'outillage à haute équilibrage peuvent utiliser un testeur de tapotement, ou une méthode pour générer les paramètres de fonctionnement parfaits pour votre outil et configuration de machine pour assurer que la vibration d'usinage est aussi minime que possible.