Une comparaison rapide des machines-outils CNC

Les machines CNC sont des équipements extrêmement polyvalents, en grande partie grâce à la gamme d'outils de coupe qu'elles peuvent accueillir. Des fraises en bout aux fraises à fileter, il existe un outil pour chaque opération, permettant à une machine CNC d'effectuer une variété de coupes et d'incisions dans une pièce.

Apprendre à connaître ces outils de coupe est un excellent moyen de comprendre l'usinage CNC en général. Et une meilleure compréhension de l'usinage vous aidera à concevoir des pièces mieux adaptées au processus de fabrication.

Cet article examine certains des outils de coupe d'usinage CNC les plus largement utilisés, bien qu'il en existe bien d'autres en plus de ceux dont il est question.

Principes de base des outils de coupe

Un outil de coupe est un dispositif utilisé pour retirer de la matière d'un bloc solide de matière. Il est monté sur la broche d'une machine CNC, qui suit les instructions de l'ordinateur pour guider l'outil de coupe là où il doit aller.

Les outils de coupe enlèvent de la matière de la pièce par un processus de déformation par cisaillement. C'est-à-dire que l'outil tranchant tourne à grande vitesse et coupe de la pièce de nombreux copeaux minuscules, qui sont ensuite éjectés de la pièce. Certains outils n'entrent en contact avec la pièce qu'en un seul point, tandis que d'autres, comme les fraises en bout, touchent le matériau en plusieurs points.

La plupart des outils de coupe de machines CNC comportent plusieurs cannelures , qui sont des rainures hélicoïdales qui descendent à l'extérieur de l'outil. Les flûtes peuvent être considérées comme les creux de l'outil de coupe, tandis que les dents , les arêtes vives entre chaque flûte, sont ses sommets. Les copeaux coupés de la pièce se déplacent le long des goujures lorsqu'ils sont éjectés.

Le nombre idéal de cannelures sur un outil de coupe dépend du matériau de la pièce. Un outil avec moins de cannelures est préférable pour les matériaux tendres, car la largeur accrue des cannelures permet d'éjecter des copeaux plus gros. Un nombre de goujures plus élevé peut augmenter la vitesse et convient aux matériaux plus durs, mais peut entraîner un bourrage de copeaux, car chaque goujure est plus étroite.

Le type d'outil de coupe affectera la taille des copeaux retirés de la pièce, tout comme la vitesse de la broche et l'avance.

Matériaux d'outils de coupe

Afin de couper à travers la pièce solide, les outils de coupe doivent être fabriqués à partir d'un matériau plus dur que le matériau de la pièce. Et comme l'usinage CNC est régulièrement utilisé pour créer des pièces à partir de matériaux très durs, cela limite le nombre de matériaux d'outils de coupe disponibles.

Les matériaux d'outils de coupe courants incluent :

Acier au carbone

L'acier au carbone est un alliage d'acier abordable contenant 0,6 à 1,5 % de carbone, ainsi que du silicium et du manganèse.

Acier rapide

Le HSS plus cher est plus dur et plus résistant que l'acier au carbone grâce à son mélange de chrome, de tungstène et de molybdène.

Carbure

Habituellement frittés avec un autre métal comme le titane, les outils en carbure sont résistants à l'usure et à la chaleur, offrant une excellente finition de surface.

Céramique

Utilisés pour couper les superalliages, la fonte et d'autres matériaux résistants, les outils en céramique résistent à la corrosion et à la chaleur.

Revêtements d'outils de coupe

La fonction d'un outil de coupe dépend de sa forme et de son matériau, mais peut également être ajustée avec un revêtement sur le matériau principal.

Ces revêtements peuvent rendre les outils plus durs, augmenter leur durée de vie ou leur permettre de couper à des vitesses plus rapides sans compromettre la pièce.

Les revêtements d'outils de coupe courants incluent :

Nitrure de titane (TiN)

TiN est un revêtement à usage général avec une température d'oxydation élevée qui augmente la dureté d'un outil de coupe.

Carbo-nitrure de titane (TiCN)

TiCN ajoute de la lubrification et de la dureté de surface à un outil de coupe.

Nitrure de titane ultra-résistant (Al-TiN)

L'Al-TiN ajoute une résistance à la chaleur aux outils de coupe en carbure, en particulier lorsqu'un minimum de liquide de refroidissement est utilisé.

Diamant

Le diamant fournit un revêtement haute performance pour couper les matériaux abrasifs.

Nitrure de chrome (CrN)

Le CrN ajoute de la résistance à la corrosion et de la dureté aux outils de coupe.

1. Fraise en bout

La fraise en bout est l'outil le plus largement utilisé pour l'usinage CNC vertical. Avec des dents de coupe à une extrémité et sur les côtés, les fraises en bout peuvent enlever de grandes quantités de matière en peu de temps.

Les fraises en bout se présentent sous de nombreuses formes. Certains n'ont qu'une seule flûte, tandis que d'autres peuvent en avoir jusqu'à huit ou même plus. (Au-delà de quatre flûtes, cependant, l'élimination des copeaux peut devenir un problème.)

Les types de fraise en bout incluent :

• Plat :outil à face plate à usage général adapté aux éléments 2D
• Bout sphérique :outil avec extrémité en forme de boule adaptée aux contours et courbes 3D
• Bout arrondi :outil à fond plat et coin arrondi adapté aux congés et à l'ébauche

2. Fraise d'ébauche

Une fraise d'ébauche est une sorte de fraise utilisée pour enlever de plus grandes quantités de matière avec moins de précision qu'une fraise standard fraise en bout.

L'outil a des dents dentelées qui enlèvent de grandes sections de matériau mais laissent une finition rugueuse sur la pièce. Il produit de petits copeaux faciles à éliminer.

3. Fraise à surfacer

Les fraises à surfacer se composent d'un corps solide avec des inserts de coupe interchangeables, généralement en carbure. Ils sont utilisés pour créer des sections plates sur la pièce, souvent avant qu'un autre type de fraise ne soit utilisé pour créer des éléments détaillés.

Étant donné que les arêtes de coupe des fraises à surfacer se trouvent sur ses côtés, la coupe doit être effectuée horizontalement.

Cependant, les fraises à surfacer peuvent être plus rentables que d'autres outils de coupe, car des variations de profil de coupe peuvent être obtenues en remplaçant les petites plaquettes de fraise plutôt que l'outil entier.

4. Coupe-mouche

Les coupe-mouches comprennent un ou deux outils contenus dans un corps solide. Les embouts d'un coupe-mouche effectuent des coupes larges et peu profondes, produisant une finition de surface lisse.

Il est plus courant de trouver des coupe-mouches avec un seul embout, mais ceux avec deux embouts - parfois appelés "barres volantes" - offrent un swing plus important.

Moins chères que les fraises à surfacer, les fraises à mouche peuvent néanmoins être utilisées à des fins similaires.

5. Moulin à fileter

De nombreux ingénieurs préfèrent réaliser des filetages à l'aide de tarauds, mais les filetages peuvent également être réalisés avec une machine CNC équipée d'un filetage moulin.

Les fraises à fileter peuvent couper des filetages internes ou externes, et peuvent être meilleures que les tarauds pour pénétrer des métaux très durs ou des pièces asymétriques.

6. Foret

Les machines CNC peuvent être équipées d'une variété de forets pour diverses opérations de coupe. Les forets ont une ou plusieurs cannelures et une pointe de coupe conique.

Les forets utilisés dans l'usinage CNC comprennent :

• Foret hélicoïdal :utilisé pour faire des trous dans la pièce
• Foret à centrer :utilisé pour localiser précisément un trou avant de percer
• Foret éjecteur :utilisé pour le perçage de trous profonds

7. Alésoir

Les alésoirs sont utilisés pour élargir les trous existants dans la pièce, fournissant un diamètre de trou exact et une excellente finition de surface.

Les alésoirs peuvent créer des trous avec des tolérances beaucoup plus serrées que les autres outils de coupe.

8. Moulin creux

Les fraises creuses sont des outils de coupe en forme de tuyau qui ressemblent à des fraises en bout inversées. Leurs arêtes de coupe se trouvent à l'intérieur de la forme du tuyau et peuvent être utilisées pour créer des formes telles que des points pleins et des rayons de forme.

9. Coupeuse latérale et frontale

Les fraises latérales et frontales ont des dents à la fois sur le côté et autour de leur circonférence et conviennent aux coupes déséquilibrées.

Ces outils de coupe peuvent être utilisés pour couper des fentes et des rainures avec des vitesses d'avance rapides. Leurs dents peuvent être droites ou décalées.

10. Coupe-engrenage

Les fraiseuses CNC sont parfois utilisées pour créer des engrenages métalliques pour l'industrie manufacturière. Des outils de taillage d'engrenages spécifiques peuvent être utilisés pour fabriquer ces engrenages.

La coupe des engrenages nécessite parfois un type spécial de fraiseuse appelée machine à tailler.

11. Moulin à dalles

Les fraises à dalle ou les fraises simples sont utilisées pour fraiser des surfaces planes, généralement avec la surface cible montée parallèlement à la table de la machine.

Ces outils de coupe n'ont pas de dents latérales et peuvent être utilisés pour des opérations d'usinage générales ou lourdes.

3ERP fournit des services d'usinage CNC professionnels pour vos besoins de prototypage et de production. Contactez-nous pour un devis rapide .