Fraises à queue de taureau : fraises à rayon de coin durables pour une performance de fraisage supérieure

Qu'est-ce qu'une fraise à queue de taureau ?

Les fraises à queue de taureau, également appelées fraises à nez de taureau ou fraises à rayon de coin, sont des outils à une seule extrémité utilisés pour réaliser des rayons de coin au fond d'une épaule fraisée.

Les fraises à nez de taureau ont des arêtes de coupe plus robustes que les fraises carrées, ce qui permet d'augmenter les vitesses d'avance et d'obtenir une durée de vie plus longue de l'outil et une meilleure productivité. Ces outils de fraisage peuvent être utilisés dans le profilage de moules avec une productivité supérieure aux fraises à bout hémisphérique. Les fraises à nez de taureau sont généralement en carbure massif et disponibles dans de nombreux diamètres et longueurs.

Fraises à queue de taureau – Matériaux et revêtements

Les outils de fraisage sont les produits phares de l'usinage CNC. Dans certains pays, plus de 90 % des outils de tournage et 55 % des fraises (y compris les fraises à nez de taureau) sont en carbure cémenté. Cette tendance se poursuit actuellement.

Depuis les années 1980, l'industrie de l'outillage a continuellement étendu la production de divers outils en carbure cémenté monoblocs et à plaquettes, et la gamme s'est élargie à diverses applications d'outils de coupe. Parmi ces outils en carbure cémenté, les outils à plaquettes comprennent des outils de tournage simples et des fraises à surfacer largement utilisés dans divers domaines de la précision, de la finition et du formage.

Le carbure cémenté est également un matériau courant pour la fabrication d'outils à usage général tels que forets et fraises à surfacer, ainsi que d'outils plus complexes tels que alésoirs, fraises à bout, fraises pour engrenages à module moyen et grand pour l'usinage de surfaces dentaires durcies, broches, etc. La valeur de production annuelle des outils et plaquettes en carbure cémenté représente plus de 30 % de la valeur totale de production des outils de coupe.

Selon la taille des grains, le carbure cémenté utilisé pour les fraises à rayon de coin peut être divisé en carbure cémenté ordinaire, à grain fin et à grain ultra-fin. Selon la composition chimique principale, il peut être divisé en carbure cémenté à base de carbure de tungstène et à base de carbure de titane.

Les fraises à rayon de coin en carbure peuvent être revêtues de céramiques telles que le nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN, aussi appelé AlTiN), le nitrure de titane (TiN), le carbonitrure de titane (TiCN), etc. Parmi ceux-ci, le revêtement TiAlN bleu-gris est le plus courant et, en réduisant le frottement et en augmentant la dureté, il accélère la vitesse de coupe des métaux jusqu'à 20 %. Il prolonge la durée de vie de l'outil.

Mécanisme et méthodes des fraises à queue de taureau

Lors de l'utilisation d'une fraise à nez de taureau en fraisage, la pièce peut être avancée dans le sens de rotation de l'outils ou dans le sens inverse, ce qui affecte les caractéristiques de début et de fin de coupe.

En fraisage en aval (aussi appelé fraisage codirectionnel) avec une fraise à rayon de coin, le sens d'avance de la pièce est le même que le sens de rotation dans la zone de coupe. L'épaisseur du copeau diminue progressivement du début jusqu'à devenir nulle à la fin de la coupe en fraisage périphérique.

En revanche, lors du fraisage en contre (aussi appelé fraisage inverse), le sens d'avance de la pièce est opposé au sens de rotation de la fraise à rayon de coin.

En fraisage en contre, la fraise commence à couper avec une épaisseur de copeau nulle, ce qui génère une forte force de coupe, repoussant la fraise et la pièce l'une de l'autre.

Après que la lame de la fraise est forcée dans l'incision, elle entre généralement en contact avec la surface durcie causée par la lame de coupe, produisant simultanément des effets de frottement et de polissage à haute température.

La force de coupe facilite également le décollement de la pièce de la table. En fraisage en aval, la lame commence à couper à l'épaisseur de copeau maximale. Cela évite l'effet de polissage en réduisant la chaleur et la tendance au durcissement. Il est très avantageux d'appliquer l'épaisseur de copeau maximale, et la force de coupe pousse plus facilement la pièce vers la fraise pour que la lame effectue l'action de coupe.

Applications des fraises à queue de taureau

Lors du fraisage avec une fraise à rayon de coin, les copeaux sont parfois collés ou soudés au bord de coupe et s'accumulent au début du bord de coupe suivant. En fraisage en contre, les copeaux sont plus susceptibles d'être coincés entre la lame et la pièce, ce qui peut casser la lame. En fraisage en aval, le même bris de copeau se divise en deux, évitant d'endommager le bord de coupe.

Quelles que soient les exigences de la machine-outil, du montage et de la pièce, le fraisage en aval est souvent la méthode préférée. Le fraisage en aval avec une fraise à rayon de coin impose certaines exigences au processus pour permettre à la lame d'être poussée vers l'avant tout en maintenant la pièce en place. Cela nécessite que l'outil d'usinage réponde aux exigences de la table en éliminant le jeu.

Si l'outil est poussé dans la pièce, le débit d'avance augmentera irrégulièrement, entraînant une épaisseur de copeau excessive et des éclatements. Dans ce cas, il faut utiliser le fraisage en contre. De plus, il est préférable de choisir le fraisage en contre si la surépaisseur d'usinage varie fortement.

Pour serrer correctement la pièce, un montage approprié est requis, ainsi que la taille d'outil correcte pour l'opération. Mais pour les tendances aux vibrations, la direction de la force de coupe est plus importante.