Matériaux courants pour les fraises à dégagement sphérique

Acier rapide (HSS) : Un choix polyvalent et rentable offrant une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure. Il convient à l'usinage de divers matériaux tels que les aciers doux, l'aluminium et les plastiques.

• Acier rapide au cobalt (HSS-E) : Contient du cobalt pour améliorer la dureté, la résistance à la chaleur et la résistance à l'usure par rapport à l'acier rapide standard. Il est donc idéal pour les applications plus exigeantes et les matériaux plus durs.
• Carbure massif : D'une dureté et d'une résistance à l'usure exceptionnelles, il est idéal pour la production en grande série, l'usinage de matériaux abrasifs ou l'obtention d'états de surface très lisses et de tolérances serrées. Les fraises à bille en carbure offrent la durée de vie la plus longue, mais sont plus fragiles que les fraises en acier rapide.

Matériaux moins courants et spécialisés :

• Aciers à base de poudre métallique (PM) : Les aciers PM trouvent un équilibre entre les propriétés de l'acier rapide et du carbure. Ils offrent une meilleure résistance à l'usure que les aciers rapides standard et conviennent à des volumes de production modérés à élevés.
• Céramiques : Extrêmement dures et résistantes à la chaleur. Elles sont utilisées pour l'usinage très spécialisé de matériaux durs ou pour obtenir des tolérances ultra-précises et des finitions lisses. Les fraises en céramique sont les plus fragiles et les plus chères.
• Diamant polycristallin (PCD) : Le nec plus ultra en matière de résistance à l'usure. Les fraises à billes en PCD sont utilisées pour l'usinage de haute précision des métaux non ferreux ou des matériaux abrasifs où la durée de vie de l'outil est primordiale.

Facteurs supplémentaires

• Revêtements : De nombreuses fraises à billes peuvent être revêtues de matériaux tels que le nitrure de titane (TiN), le nitrure d'aluminium et de titane (TiAlN) ou d'autres matériaux afin d'améliorer les performances et de prolonger la durée de vie de l'outil.
• Compatibilité des matériaux : Le meilleur matériau pour une fraise à dépouille dépend fortement du matériau de la pièce à usiner.

Les fraises à dégagement, en particulier les fraises à bout sphérique, sont des outils essentiels pour créer un dégagement autour des caractéristiques et usiner des surfaces profilées. Le choix du bon revêtement peut optimiser leur durée de vie, leur efficacité et la qualité de vos pièces usinées. Voici un guide des meilleurs revêtements possibles :

Revêtements populaires

• Nitrure de titane (TiN) : Le revêtement de prédilection pour une dureté accrue, une résistance à l'usure et une réduction de la friction. Un choix solide et polyvalent pour de nombreuses applications.
• Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) : Il excelle dans les conditions difficiles, offrant une dureté et une résistance à la chaleur supérieures à celles du TiN. Parfait pour les matériaux durs et les vitesses de coupe exigeantes.
  
  
• Carbonitrure de titane (TiCN) : Connu pour sa résistance à l'usure et son excellent pouvoir lubrifiant, il favorise l'écoulement régulier des copeaux.
  
  
• Nitrure de chrome (CrN) : Offre une bonne résistance à l'usure et une protection contre la corrosion, ce qui est utile lors de l'utilisation de liquides de refroidissement.
  
  
• Nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) : Idéal pour la coupe à très haute température, dépassant dans certains cas le TiAlN standard.
• Carbone semblable au diamant (DLC) : Le nec plus ultra en matière de résistance à l'usure et de réduction des frottements. Les revêtements DLC sont utilisés pour une durée de vie exceptionnelle des outils, l'usinage de matériaux abrasifs et l'obtention de finitions supérieures.

Au-delà des principes de base

• Revêtements multicouches : Combinez plusieurs couches de revêtement pour obtenir de meilleurs résultats.
• Revêtements nanocomposites : Ils offrent une dureté et une résistance à l'usure extrêmes grâce à leur nanostructure.

Un choix judicieux : Facteurs à prendre en compte

• Matériau de la pièce : Adaptez la dureté du revêtement et la résistance à la chaleur à votre matériau.
• Conditions d'usinage : Les coupes agressives favorisent les revêtements résistants à la chaleur.
• Lubrification : Tenez compte de la façon dont le revêtement interagit avec les liquides de refroidissement ou l'usinage à sec.
• Coût et avantages : les revêtements plus avancés (comme le DLC) peuvent coûter plus cher mais peuvent augmenter considérablement la durée de vie des outils, ce qui permet d'économiser de l'argent à long terme.

Les fraises à dépouille, en particulier les fraises à bout sphérique, sont des outils polyvalents qui ont la capacité unique de créer à la fois des dépouilles et des profils courbes. Voici où elles sont indispensables :

Applications principales

• Créer du jeu : Leur fonction première. Il s'agit de créer le jeu nécessaire autour des éléments usinés pour éviter les interférences avec d'autres composants ou pour permettre l'assemblage.
• Contournage et profilage 3D : Le nez de la bille permet d'usiner des surfaces courbes, de créer des transitions douces et des formes tridimensionnelles complexes.
• Opérations de finition : Les fraises à bout sphérique peuvent produire des finitions de surface lisses dans diverses poches ou contours.

Industries qui les utilisent

• Fabrication de moules et de matrices : Essentielles pour créer un jeu autour des caractéristiques complexes des moules, assurer l'éjection correcte des pièces et éviter les dommages.
• Aérospatiale et défense : Usinage de composants incurvés et création d'un espace libre pour les fixations ou d'autres éléments d'assemblage dans les pièces de haute performance.
• Automobile : Utilisé pour l'usinage de composants de moteurs, de pièces de transmission et de divers systèmes nécessitant à la fois un jeu et des contours lisses.
• Usinage général et fabrication : Les machinistes de toutes les industries font appel aux fraises à billes pour un large éventail de tâches nécessitant des opérations de création de jeu, de contournage ou de finition.

Industries où les fraises à billes sont essentielles

• Fabrication de moules et de matrices : Ces fraises sont essentielles pour créer un jeu autour des caractéristiques complexes des moules, afin d'assurer une libération correcte des pièces et d'éviter les dommages. Elles excellent également dans l'usinage des contours 3D complexes que l'on trouve couramment dans les moules.
• Aérospatiale et défense : les fraises à bout sphérique sont largement utilisées pour l'usinage de composants aérospatiaux courbes et la création de jeux pour les fixations ou d'autres caractéristiques d'assemblage où la précision et les tolérances sont extrêmement serrées.
• Automobile : L'industrie automobile utilise des fraises à billes pour l'usinage de pièces de moteur, de transmissions et de divers autres systèmes nécessitant à la fois un dégagement et des contours lisses.
  
• Usinage général et fabrication : Les machinistes de nombreuses industries font confiance aux fraises à billes en raison de leur polyvalence. Les opérations de création de jeu, de contournage et de finition sont toutes des applications courantes.
• Fabrication de dispositifs médicaux (potentiel) : Cette industrie peut utiliser les fraises à billes pour l'usinage de précision de composants où des jeux serrés, des surfaces lisses et des contours potentiellement complexes sont nécessaires pour la sécurité et la fonctionnalité.

Pourquoi les fraises à billes sont-elles populaires ?

La conception unique de leur nez sphérique leur permet à la fois de couper vers le bas (comme une fraise standard) et de créer des profils latéraux arrondis. Cette combinaison de création de jeux et de contours les rend indispensables dans les industries mentionnées ci-dessus.

Machines utilisant des fraises à billes

• Fraiseuses CNC : Les fraiseuses CNC offrent la combinaison idéale de puissance, de précision et de contrôle multi-axes nécessaire pour la plupart des tâches complexes de dégagement et de contournage. Les fraiseuses CNC verticales et horizontales peuvent facilement utiliser des fraises à billes.
• Fraiseuses manuelles : Les machinistes qualifiés utilisent des fraises à billes dans les fraiseuses manuelles pour les tâches nécessitant la création de jeux, le contournage ou les opérations de finition. Bien qu'elles nécessitent une plus grande expertise de la part de l'opérateur, les fraiseuses manuelles offrent une certaine souplesse pour les petites séries ou les travaux sur mesure.
• Autres machines potentielles : En fonction des capacités de la machine et de la configuration de la pièce à usiner, certaines machines spécialisées peuvent également intégrer des fraises à billes.

Éléments importants à prendre en compte :

• Type de queue : Les fraises à billes sont généralement dotées d'une tige droite ou conique pour un montage sûr dans le porte-outil de la machine.
• Maintien de l'outil : La pièce à usiner doit être solidement serrée ou fixée dans la machine pour garantir la précision et la sécurité des opérations de coupe.
• Programmation (CNC) : Les machines à commande numérique nécessitent une programmation pour définir les trajectoires de coupe, les profondeurs et les vitesses adaptées à la fraise à billes et à la tâche spécifique.

Pourquoi les fraises à billes sont-elles polyvalentes ?

Leur capacité à couper verticalement et latéralement les rend adaptées à diverses machines et scénarios de fabrication, qu'il s'agisse d'installations CNC automatisées ou d'opérations d'usinage manuelles.

Optimisation collaborative de la conception

• Sélection des matériaux : Nos ingénieurs collaborent avec les clients pour sélectionner le matériau optimal (HSS, Cobalt HSS, carbure, etc.) en fonction des matériaux de la pièce, des volumes de production et de la durée de vie souhaitée de l'outil.
• Expertise en géométrie : Conseils sur le rayon idéal du nez de la bille, la conception de la goujure (angle d'hélice, nombre de goujures), les angles de dépouille et la géométrie globale pour une efficacité, une durée de vie de l'outil et une qualité de finition maximales dans le cadre de l'application du client.
• Personnalisation : Création de fraises à billes personnalisées avec des dimensions non standard, des rayons de nez de bille ou des caractéristiques spécialisées pour des applications uniques.
• Recommandations en matière de revêtement : Orienter les clients vers le revêtement idéal (TiN, TiAlN, DLC, etc.) pour maximiser la durée de vie de l'outil et les performances dans leurs conditions d'usinage spécifiques.

Simulation et essais avancés

• Analyse par éléments finis (FEA) : Simulation des forces de coupe et des contraintes sur la conception de la fraise à billes, permettant de prévoir les points de défaillance potentiels et d'optimiser la résistance et la rigidité.
• Analyse de l'écoulement des copeaux : Modélisation de la formation et de l'évacuation des copeaux pour garantir une coupe efficace, en particulier lors de l'usinage de matériaux difficiles.
• Prototypage et essais en interne : Baucor dispose d'installations dédiées au prototypage rapide et aux essais rigoureux des nouvelles conceptions de fraises à billes dans des conditions réelles. Cette approche axée sur les données permet d'améliorer continuellement la conception.

Optimisation et soutien continus

• Contrôle des performances : Partenariat avec les clients pour analyser les données d'usure de l'outil, suggérer des ajustements des paramètres d'usinage ou des modifications potentielles de la conception pour une rentabilité encore plus grande.
• Expertise technique : Notre équipe d'ingénieurs est disponible pour répondre aux questions, résoudre les problèmes de performance des broyeurs à billes et s'assurer que les clients tirent le meilleur parti de leurs outils.

Éléments clés de la conception

• L'importance du matériau : Choisissez le bon matériau en fonction de la dureté de la pièce, de la durée de vie souhaitée de l'outil et des volumes de production. Les options comprennent l'acier rapide, l'acier rapide au cobalt, le carbure et d'autres.
• La puissance des revêtements : Choisissez un revêtement tel que TiN, TiAlN, CrN, ou même le carbone ultra-dur de type diamant (DLC) pour une meilleure résistance à l'usure, une meilleure gestion de la chaleur et une réduction de la friction.
• Choix de la tige : Optez pour une tige droite ou conique pour l'adapter à votre fraiseuse CNC, à votre fraiseuse manuelle ou à toute autre machine-outil.
• Rayon du nez de bille : Choisissez le rayon du nez de la bille qui convient le mieux au jeu que vous devez créer.
• Finesse des goujures : le nombre et la forme des goujures influencent l'évacuation des copeaux et l'état de surface. Les goujures hélicoïdales favorisent souvent une coupe plus douce.
• Angles de dépouille : Des angles de dépouille optimisés derrière les arêtes de coupe sont essentiels pour réduire le frottement et renforcer l'arête de coupe.
• Le bon dimensionnement : Toutes les dimensions, y compris la longueur totale, la longueur des goujures et le diamètre de la tige, doivent être adaptées à votre tâche d'usinage spécifique.

Considérations sur la conception et leur impact

• Matériau de la pièce : L'usinage de matériaux plus durs nécessite des matériaux et des revêtements de fraises plus durs et plus résistants à l'usure.
• Exigences en matière de dégagement : La profondeur et le rayon de dépouille souhaités autour des caractéristiques dictent le rayon du nez de la bille et potentiellement la portée de la fraise (longueur totale).
• Objectifs de finition de surface : Pour obtenir une douceur exceptionnelle, il peut être nécessaire d'augmenter le nombre de goujures et d'appliquer des revêtements spécialisés.
• Volume de production : L'usinage en grande série bénéficie de fraises en carbure et de revêtements durables pour minimiser les temps d'arrêt.