Un guide pour les surfaces courbes de fraisage CNC

Le fraisage d'une surface incurvée relève du fraisage CNC de profil/contour. Il s'agit d'usiner des profils de forme irrégulière ou des courbes continues avec différents degrés (inclinés, concaves ou convexes). Il s'agit d'un processus crucial pour obtenir la plupart des pièces sur mesure de forme unique, ce qui nécessite que les fournisseurs de services d'usinage CNC aient une connaissance approfondie des principes et programmes d'usinage fondamentaux.

Principes de base du fraisage CNC de profil

1. Processus de fraisage CNC de profil

Avant d'arriver à la pièce usinée finale, celle-ci sera d'abord subdivisée en différentes catégories :ébauche/semi-ébauche, semi-finition, finition et super-finition. Plus le composant est grand, plus il y aura de types d'opérations impliqués. Il est important de sous-catégoriser les opérations d'usinage d'une pièce afin de pouvoir maximiser le plein potentiel de l'outillage et des paramètres que vous utiliserez.

Ebauche- Cette opération est toujours la première étape de l'usinage et commence généralement par la découpe du bloc de matière première pour façonner la pièce approximativement près de la forme ou du profil souhaité, laissant suffisamment de stock de métal pour les opérations ultérieures.

Semi-finition- Ce processus implique l'usinage de la pièce selon les exigences de dimension ou l'élimination du stock restant sur la pièce. Les pièces semi-finies peuvent également être soumises à un traitement supplémentaire pour répondre à une exigence spécifique de finition de surface.

Finition- Ce processus intervient après l'opération de semi-finition. La finition est effectuée pour améliorer la finition de surface de la pièce en éliminant les bavures évidentes et autres défauts de surface. Dans cette opération, il est essentiel d'utiliser des outils performants car cela affectera considérablement l'aspect final de la pièce à usiner.

Super-finition- l'opération va plus loin jusqu'à la super-finition si les pièces nécessitent une finition miroir ou un profil super lisse. Pour ce faire, des techniques d'usinage à grande vitesse et des outils de haute précision sont utilisés.

2. Apprenez à connaître les outils utilisés dans le fraisage CNC de surfaces courbes

Pour obtenir des surfaces lisses et incurvées sur une pièce en cours de fabrication, différentes variantes de fraises arrondies sont utilisées. Il s'agit notamment des plaquettes arrondies, des fraises indexables à bout hémisphérique et du carbure monobloc à bout hémisphérique. Les outils à profil rond sont préférés pour les applications de contournage car ils ne laissent pas de traces évidentes de la trajectoire de l'outil.

Fraises en bout de type insert avec plaquettes arrondies- Ces outils viennent souvent dans de grands diamètres d'outillage. Les fraises en bout à plaquettes arrondies sont bien adaptées aux opérations d'ébauche en raison de leur stabilité élevée et de leur productivité impressionnante.

Fraise en bout à bout sphérique solide- Ces fraises peuvent laisser une très belle finition de surface sur une pièce usinée. Ils peuvent avoir une faible stabilité en raison de leur structure. C'est pourquoi ils sont plus couramment utilisés pour les opérations de finition que pour les opérations d'ébauche.

Fraises à tête sphérique à tête indexable- Les fraises en bout à tête indexable sont similaires aux fraises en carbure monobloc mais ont des têtes interchangeables. Ces outillages spéciaux ont une extrémité amovible qui peut être remplacée en cas de besoin.

Conseils généraux pour le fraisage CNC de surfaces courbes

1. Préparatifs nécessaires

Avant de décider de fabriquer vos pièces personnalisées par fraisage de profil, il est également essentiel que vous preniez conscience des différents facteurs qui peuvent affecter l'ensemble du processus de fraisage CNC. En plus de cela, il y a des choses spécifiques que vous devez identifier afin de pouvoir choisir correctement la technique d'usinage adaptée. Vous trouverez ci-dessous certaines des choses auxquelles vous devez vous préparer :

• Soyez conscient de la profondeur des cavités de vos conceptions de pièces :cela joue un rôle important pour vous aider à choisir les bons outils de coupe à utiliser et la longueur de la jauge dont vous aurez besoin.
• Savoir combien de matière sera soustraite du bloc brut - Cela vous aidera à planifier les opérations nécessaires à la fabrication de votre pièce, si vous aurez besoin de procédures supplémentaires après la semi-finition et la semi-ébauche.
• Pensez à la façon dont vous allez serrer la pièce en place. Cela vous aidera à vous préparer pour les fixations nécessaires dont vous aurez besoin.

2. L'ancien et le classique :optimisez vos flux et vos vitesses

Les avances et les vitesses déterminent le taux de soustraction de matière sur les pièces, c'est pourquoi elles ont un impact significatif sur l'obtention d'une excellente finition de surface. Pour cela, des calculs doivent être suivis. Les vitesses d'avance à utiliser peuvent également dépendre de la profondeur de coupe, de l'outillage utilisé, du matériau à couper, du profil de la pièce à usiner et de la précision requise.

Avis de non-responsabilité :nous ne mentionnerons pas les valeurs réelles des vitesses et des avances dans cet article, car ces valeurs peuvent varier en fonction de plusieurs facteurs. Il est toujours recommandé de se référer à des références fiables pour la vitesse et les avances réelles. Néanmoins, voici la règle de base :

La profondeur de coupe et la vitesse d'avance varient en fonction de la dureté des matériaux usinés. Notez que pour les matériaux plus durs, les avances et la profondeur de coupe sont bien inférieures à celles des matériaux plus tendres comme l'aluminium. De plus, plus le matériau à couper est dur, plus la vitesse de coupe doit être rapide.

Les vitesses d'avance et la profondeur de passe pour les opérations d'ébauche sont beaucoup plus agressives que les opérations de finition. C'est la combinaison de l'utilisation de techniques à grande vitesse et des bons outils qui permet d'obtenir une excellente finition de surface.

3. Utilisation de l'outillage

Il existe de nombreuses variantes d'outils disponibles sur le marché aujourd'hui. Pour les opérations d'ébauche, la rigidité de l'outillage doit être prioritaire pour résister aux exigences de profondeur de coupe et d'avance agressives de l'ébauche. Par contre, pour les opérations de finition, les fraises doivent être très affûtées pour ne laisser aucune trace évidente de la trajectoire de l'outil. Une autre différence est le diamètre de l'outil utilisé. Généralement, les outils d'ébauche ont des diamètres supérieurs à ceux des outils de finition.

4. Minimisez les vibrations dans vos processus de fraisage CNC

Les vibrations sont l'une des principales causes d'état de surface indésirable, de broutage et d'endommagement des outils de coupe. Lors d'une opération de fraisage, les vibrations peuvent provenir de plusieurs sources, notamment la stabilité du serrage, la rigidité de l'outil, la dureté du matériau et les imprécisions de la broche de la machine. Voici quelques-uns de nos conseils pour minimiser cet obstacle d'usinage :

• Utiliser des outils avec une bonne précision de faux-rond
• Évitez d'avoir trop de porte-à-faux dans vos fraises en bout pendant les opérations d'ébauche. Utilisez plutôt des barres d'extension ou des porte-outils d'extension
• Sécurisez vos dispositifs de maintien de travail en vous assurant qu'une prise et un équilibre appropriés sont maintenus pendant les opérations de coupe.
• Évitez les coupes agressives lorsque vous travaillez avec des métaux durs.

Conclusion

Les surfaces courbes de fraisage CNC sont généralement subdivisées en différentes opérations (ébauche, semi-finition, finition et superfinition) afin que le profil souhaité soit obtenu progressivement. Les outillages utilisés pour ce type de fraisage ont typiquement des profils arrondis ou ce que l'on appelle communément des fraises à bout hémisphérique. En résumé, le fraisage CNC d'une surface incurvée implique de faire les préparations nécessaires, d'obtenir les bonnes avances et vitesses, de faire attention aux outils que vous utiliserez et de minimiser les vibrations.