Déviation d'outil dans l'usinage CNC

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi, après avoir fraisé un trou ou une poche, il mesure plus en haut de la coupe qu'en bas ? Ou pourquoi votre goupille de jauge s'adapte bien et confortablement au début du trou mais ne le fera pas tout à fait? La réponse simple est la déviation de l'outil. Tout se plie. Et je veux dire tout. La déviation de l'outil est un problème omniprésent mais peu compris. Ne vous inquiétez pas mes collègues machinistes, car ce n'est pas de votre faute ! Il n'y a pas d'élimination de la déviation de l'outil, seulement la contrôler et la minimiser. Savoir, c'est pouvoir, et j'espère qu'à la fin de cet article, vous aurez une connaissance pratique des causes de la déviation de l'outil et des solutions potentielles.

En termes simples, la déflexion de l'outil est la flexion de l'outil. Lorsque vous coupez une fonction, pour cet exemple, nous dirons une poche profonde. Pendant la coupe, vous appliquez des forces à l'outil et au matériau. Le matériau donne, c'est pourquoi vous obtenez des jetons. Cependant, cela ne va pas sans combat. Lorsque le matériau repousse, il force l'extrémité de l'outil dans la direction opposée aux forces appliquées au matériau. Plus l'outil dépasse, plus l'extrémité de l'outil se déplacera loin.

Il est possible de calculer la déviation de l'outil, mais les calculs impliqués sont assez compliqués. Si vous passez beaucoup de temps dans un atelier d'usinage, vous savez à quelle fréquence l'optimisation est réalisée avec vos yeux et vos oreilles - je considère ces deux choses comme les outils les plus importants qu'un bon machiniste puisse avoir. Cependant, si vous souhaitez calculer certains nombres pour la déflexion de l'outil, plusieurs calculatrices sont disponibles en ligne. Pour les besoins de l'article d'aujourd'hui, nous comptons sur nos fidèles yeux, nos oreilles et un peu de ce bon sens.

La rigidité est le facteur le plus important. Au fur et à mesure que vous augmentez la distance à laquelle votre outil dépasse de votre porte-outil, la rigidité diminue de façon exponentielle. Il y a des situations où vous avez besoin de la longueur, auquel cas, votre meilleur plan d'action est d'utiliser le plus grand diamètre avec le moins de cannelures. Lorsque vous diminuez le diamètre de votre outil, vous diminuez également la quantité de force nécessaire pour le faire plier. De plus, chaque flûte de votre fraise réduit la rigidité de votre outil. Si vous coupez une fonction profonde, vous voulez vous assurer que vous utilisez le plus grand diamètre autorisé par l'impression afin d'optimiser les performances de l'outil. Même si vous devez dégrossir avec un outil de plus grand diamètre et finir avec un outil plus petit afin de répondre aux spécifications de vos rayons d'angle, c'est OK. Vous voulez également un outil avec le moins de cannelures, et ne sortez l'outil qu'autant que vous en avez vraiment besoin. Lors de la recherche d'outils, vous constaterez qu'il existe des outils pour lesquels la rigidité est une préoccupation majeure et de nombreux "micro" outils sont livrés avec une tige conique pour augmenter la rigidité.

Outils en carbure par rapport aux outils en acier rapide pour réduire la déviation de l'outil

Si vous pensez que la déviation de l'outil est un problème, ou si vous effectuez des coupes suffisamment agressives pour vous causer des problèmes, alors une chose que vous devriez toujours considérer est l'outillage en carbure. Outre les avantages tels qu'un SFPM plus élevé et une meilleure durée de vie de l'outil, le carbure est environ trois fois plus rigide que l'acier rapide. Gardez cependant à l'esprit que le carbure est extrêmement cassant - ce n'est pas une bonne combinaison quand on parle de déviation de l'outil. Il en faut plus pour le dévier, mais si vous fournissez suffisamment de force, l'outil ne sera pas aussi tolérant et se cassera, alors méfiez-vous.

Comme indiqué dans mon article de blog "Climb Milling vs. Conventional Milling", la stratégie de coupe peut affecter la déviation de l'outil. L'utilisation de stratégies de parcours d'outils dynamiques (voir mon article de blog "Dynamic Milling") peut aider à minimiser la déviation de l'outil due à la coupe radiale légère. Si vous dégrossissez la fonction à l'aide d'un parcours d'outil dynamique et assurez-vous que vous effectuez un fraisage en montée, vous devriez être satisfait de vos résultats. Comme indiqué dans ces autres articles, pour la finition, vous avez plusieurs options - soit fraiser la finition ou fraiser conventionnel une passe à ressort, soit fraiser conventionnel une passe de finition légère avec lubrification et vous serez très satisfait de vos résultats.