Matériaux courants

Acier rapide (HSS) :

• Avantages : Bonne ténacité, résistance à la chaleur et rentabilité pour un usage général.
• Applications : Usinage de matériaux plus tendres comme l'aluminium, les plastiques et certains aciers.

Acier rapide au cobalt (HSS-Co) :

Avantages : Offre une dureté, une résistance à l'usure et une résistance à la chaleur accrues par rapport à l'acier rapide standard.

Applications : Convient aux matériaux plus durs comme l'acier inoxydable et les alliages plus durs.

Carbure de tungstène massif :

• Avantages : Dureté, résistance à l'usure et rigidité exceptionnelles, permettant des vitesses de coupe plus élevées et une plus longue durée de vie de l'outil.
• Applications : Idéal pour la production en grande série, l'usinage de matériaux durs (aciers à outils, aciers trempés, fonte) et les matériaux abrasifs.

Matériaux moins courants et spécialisés

Aciers à base de métal en poudre (PM) :

• Avantages : Peuvent être formulés avec des propriétés très spécifiques, offrant un équilibre entre ténacité et résistance à l'usure. Convient aux applications de niche.

Céramiques :

• Avantages : Dureté extrême et résistance à la chaleur pour l'usinage à très grande vitesse.
• Applications : Scénarios spécialisés avec des alliages à haute température et des matériaux très durs. Elles sont plus fragiles que le carbure et doivent être appliquées avec précaution.

Revêtements

Les revêtements améliorent encore les performances des fraises à rayon concave, quel que soit le matériau de base :

• Nitrure de titane (TiN) : Revêtement polyvalent à usage général améliorant la résistance à l'usure et réduisant le frottement.
• Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) : Offre une dureté et une résistance à l'oxydation supérieures pour les applications à haute température.
• Nitrure de chrome (CrN) : Bon pour l'usinage des métaux non ferreux et des plastiques en raison de ses propriétés de faible friction.
• Carbone de type diamant (DLC) : Offre une résistance extrême à l'usure pour les applications exigeantes.

Choisir le bon matériau

Le choix du matériau optimal pour une fraise à rayon concave dépend des éléments suivants :

• Le matériau de la pièce : La dureté et l'abrasivité sont des facteurs clés.
• Paramètres d'usinage : Les vitesses de coupe, les vitesses d'avance et la profondeur de coupe influencent le choix du matériau.
• Exigences en matière de durée de vie de l'outil : Tenir compte de l'équilibre entre les performances de coupe et la durée de vie souhaitée de l'outil.

Revêtements courants pour les fraises à rayon concave

• Nitrure de titane (TiN) : Un produit polyvalent. Améliore la résistance à l'usure et réduit la friction.
• Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) : Idéal pour les applications à haute température en raison de sa dureté exceptionnelle et de sa résistance à l'oxydation.
• Carbonitrure de titane (TiCN) : Offre une résistance à l'usure et un pouvoir lubrifiant équilibrés pour divers matériaux.
• Nitrure de chrome (CrN) : Il excelle dans l'usinage des métaux non ferreux et des plastiques grâce à ses propriétés de faible friction.

Revêtements spécialisés

• Nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) : Parfait pour l'usinage à grande vitesse et à sec grâce à sa résistance supérieure à la chaleur.
• Nitrure d'aluminium et de chrome (AlCrN) : supporte des températures encore plus élevées pour les applications les plus exigeantes.
• Carbone de type diamant (DLC) : Résistance à l'usure inégalée et faible friction pour les pièces abrasives.
• Revêtements multicouches : Combinez les forces de différents revêtements pour des performances sur mesure.

Principales applications

Filetage : Création de coins internes lisses et arrondis (congés) dans les pièces usinées. Les filets ont plusieurs fonctions :

• Réduction des contraintes : Éliminer les angles vifs qui peuvent agir comme des points de concentration des contraintes, améliorant ainsi la résistance de la pièce et la durée de vie en fatigue.
• Esthétique : Ils donnent aux pièces un aspect propre et fini.
• Nettoyage et revêtement : Faciliter le processus de nettoyage et améliorer l'adhérence du revêtement ou de la peinture.

Fabrication de moules et de matrices : Usinage de profils concaves et de caractéristiques pour les moules utilisés dans la fabrication de moules et de matrices :

• le moulage par injection de plastique : Formage de divers composants en plastique.
• Moulage de métaux : Création de moules pour le moulage de pièces métalliques.

l'aérospatiale et l'automobile :

• Surfaces concaves : Création de caractéristiques incurvées sur des composants aéronautiques et automobiles à des fins fonctionnelles ou esthétiques.
• Sièges de roulements : Usinage de surfaces concaves pour que les roulements puissent s'y loger en toute sécurité.
• Canaux de fluides : Création de canaux concaves pour l'écoulement des fluides.

Fabrication générale : Ajout de profils courbes décoratifs ou fonctionnels à une grande variété de pièces usinées.

Exemples spécifiques

• Usinage d'un congé sur un composant mécanique pour éviter qu'il ne se fissure sous l'effet de la charge.
• Création d'un moule concave pour produire des pièces en plastique avec un bord arrondi.
• Fraisage d'un siège de roulement concave dans un bloc moteur.
• Ajout de courbes concaves décoratives à un produit manufacturé.

Avantages des fraises à rayon concave

• Précision et régularité : L'usinage CNC garantit des profils concaves très précis et reproductibles.
• Lisse : Obtention d'une finition de surface supérieure à celle obtenue par les méthodes manuelles.
• Polyvalence : Différents rayons de coupe peuvent être utilisés pour créer différentes tailles de concaves.

Les fraises à rayon concave, avec leur forme spéciale, sont utilisées dans diverses industries où les composants nécessitent des courbes lisses et orientées vers l'intérieur. Voyons où elles font la différence :

L'aérospatiale :

• Création de congés et de transitions sur les composants aéronautiques pour optimiser l'aérodynamisme et l'intégrité structurelle.
• Usinage de formes concaves complexes sur des aubes de turbine ou d'autres pièces de moteur.

Fabrication de moules et de matrices :

• Formation de rayons concaves précis dans les moules utilisés pour le moulage par injection de plastique ou le moulage sous pression.
• Ajout de transitions douces aux cavités des moules pour un démoulage sans heurt et une esthétique améliorée.

Automobile :

• Usinage de caractéristiques concaves sur des composants de moteurs, des transmissions et d'autres pièces internes pour un fonctionnement en douceur et une réduction de l'usure.
• Création de courbes décoratives sur les pièces et accessoires automobiles visibles.

Dispositifs médicaux :

Façonnage de surfaces concaves biocompatibles sur des implants et des outils chirurgicaux.

Usinage de petits composants complexes avec des profils concaves complexes.

Fabrication générale :

• Ajout de détails de rayon et de congés à une large gamme de composants afin de réduire les concentrations de contraintes et d'améliorer la résistance à la fatigue.
• Création de courbes et de profils esthétiques sur des produits de divers secteurs.

Ce qui rend les fraises à rayon concave uniques

• Géométrie spécialisée : Leur profil concave leur permet de découper des demi-cercles dans les pièces, contrairement aux fraises standard qui excellent dans les surfaces planes et les angles vifs.
• Polyvalence : Ces fraises sont disponibles en différentes tailles, matériaux (carbure, HSS) et revêtements pour s'adapter à différents matériaux et opérations d'usinage.

Machines primaires

• Centres d'usinage verticaux CNC (VMC) : Il s'agit du type de machine le plus courant pour l'utilisation de fraises à rayon concave. La fraise est montée dans la broche orientée verticalement et la pièce à usiner est déplacée sur une table avec un contrôle des axes X, Y et parfois Z.
• Centres d'usinage horizontaux CNC (HMC) : Semblables aux VMC, mais la broche est orientée horizontalement. Les centres d'usinage horizontaux sont souvent utilisés pour des pièces plus lourdes ou pour l'usinage de plusieurs côtés d'une pièce en une seule fois.

Moins courantes, mais possibles

• Fraiseuses CNC (généralités) : Toute machine CNC capable de tenir et de contrôler avec précision une fraise à rayon concave peut être utilisée. Cette catégorie plus large englobe à la fois les VMC et les HMC.
• Défonceuses CNC spécialisées : Bien qu'elles soient principalement conçues pour le bois et le plastique, certaines défonceuses CNC robustes peuvent être capables de traiter des métaux plus tendres à l'aide de fraises à rayon concave.

Pourquoi les machines à commande numérique sont-elles idéales ?

• Précision : Les machines à commande numérique offrent le niveau élevé de précision, d'exactitude et de répétabilité requis pour une utilisation efficace des fraises à rayon concave.
• Rigidité : La construction robuste des machines CNC minimise le broutage et les vibrations, ce qui garantit un profil concave lisse et une bonne durée de vie de l'outil.
• Automatisation : Les machines CNC permettent de programmer des opérations d'usinage complexes, ce qui permet de créer des formes concaves complexes de manière efficace et cohérente.

Autres considérations

• Porte-outils : Les fraises à rayon concave nécessitent un porte-outil compatible, tel qu'un mandrin à pince ou un porte-fraise, à monter dans la broche de la machine CNC.
• Maintien de la pièce : Il est essentiel de serrer solidement la pièce à usiner pour garantir la précision de l'usinage et la sécurité.

Les fraises à rayon concave façonnent des courbes douces vers l'intérieur, essentielles pour divers besoins de fabrication. La compréhension de leurs principaux éléments de conception vous aide à choisir la bonne fraise pour obtenir des résultats optimaux.

Principaux éléments de conception

• Rayon : Il détermine la courbe de la pièce usinée. Adaptez le rayon de la fraise à votre conception.
• Longueur de coupe : Affecte la profondeur de coupe en une seule passe. Choisissez une longueur courte, standard ou longue en fonction de vos besoins.
• Nombre de goujures : Plus il y a de goujures, plus les finitions sont lisses, moins il y a de goujures, plus l'enlèvement de copeaux est important.
• Angle de l'hélice : Influence les forces de coupe et l'écoulement des copeaux. Les angles d'hélice élevés conviennent aux matériaux plus tendres et à la finition.
• Col (relief) : Crée un dégagement pour les coupes plus profondes et le profilage.
• Diamètre de la queue : Doit correspondre au porte-outil de votre machine CNC.
• Matériau : L'acier rapide est polyvalent, le carbure excelle pour les matériaux plus durs et la durée de vie de l'outil.
• Revêtements : TiN, TiAlN, CrN, DLC offrent une résistance à l'usure et des performances accrues.

Adapter la conception à votre application

Tenez compte des facteurs suivants lors du choix d'une fraise à rayon concave :

• Matériau de la pièce : La dureté et l'abrasivité influencent le matériau et la conception de la fraise.
• Opération d'usinage : Les priorités peuvent être différentes selon qu'il s'agit d'un filetage ou d'une coupe lourde.
• Durée de vie souhaitée de l'outil : Trouver un équilibre entre les performances et le coût des matériaux et des revêtements avancés.