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Jun 05, 2023

Le segment prometteur

Il est évident que l’usinage 5 axes devient de plus en plus populaire dans le domaine de l’usinage moderne des métaux. L'usinage 5 axes offre des avantages significatifs tels que l'usinage de pièces de forme complexe à l'aide d'un seul

Il est évident que l’usinage 5 axes devient de plus en plus populaire dans le domaine de l’usinage moderne des métaux. L'usinage 5 axes offre des avantages significatifs tels que l'usinage de pièces de forme complexe en utilisant une seule configuration sans modifier l'emplacement de la pièce, une précision d'usinage élevée et un temps de cycle réduit.

La technologie avancée de fabrication des pièces a conduit à des capacités accrues de forgeage, de moulage et d’intégration de la fabrication additive (FA) précises. Cela a entraîné une complexité accrue de la géométrie de la pièce, une diminution de la surépaisseur d'usinage et du matériau lors des opérations de découpe et l'obtention de résultats finaux qui reflètent la forme finale de la pièce. Les demandes en outils de coupe performants destinés à la finition et à la semi-finition de surfaces géométriquement complexes sont aujourd'hui d'une importance cruciale.

Les fraises à bout sphérique sont considérées comme des outils traditionnels pour l'usinage de surfaces 3D. Les fraises à bout sphérique sont les outils les plus courants pour la semi-finition et la finition de profilés dans les opérations de fraisage. Les progrès dans le domaine des centres d'usinage 5 axes et une avancée significative dans les systèmes de FAO modernes ont donné naissance à des outils dotés d'une géométrie de coupe différente, appelés fraises à segment ou en forme de tonneau. Même si ces outils sont bien connus des machinistes, ils restent ignorés. L'usinage 5 axes combiné à un logiciel CNC et à la modélisation informatique de configurations d'outils complexes a réapparu dans l'utilisation d'applications de fraises à segments circulaires.

Fig. 1 – Les fraises ovales en carbure monobloc sont des outils efficaces pour usiner des formes courbes

Le tranchant de ces fraises est un arc qui représente un segment de cercle avec un rayon plus grand que le rayon nominal d'un outil. À des fins de comparaison, dans les fraises à bout sphérique, le rayon de l'outil est le rayon de l'arête de coupe. L'usinage des surfaces à l'aide de fraises à segments de type « technique de passes » permet une taille de pas considérablement augmentée par rapport aux fraises à nez sphérique, réduisant ainsi le temps de coupe. Un processus de coupe commandé par CNC à trois axes ne peut pas garantir la position correcte d'un outil de coupe en forme de tonneau lors de l'usinage de surfaces complexes. Le concept d'usinage 5 axes permet de tirer pleinement parti des fraises à segments.

En fonction de l'orientation du tranchant par rapport à l'axe de l'outil, les fraises à segments possèdent diverses configurations telles que le corps pur, le corps conique, la lentille et les formes ovales ou paraboliques. La forme du tranchant de l'outil détermine l'application de l'outil. Par exemple, les outils en forme de lentille conviennent aussi bien aux machines à cinq que à trois axes, tandis que les fraises à profil conique sont destinées aux machines à cinq axes. Les conceptions de fraises à segments apparaissent dans les fraises pleines à plusieurs cannelures qui offrent une précision d'outil ultime et maximisent le nombre de dents sur l'outil de coupe.

Fig. 2 – Le concept économique Multi-Master a adopté avec succès des têtes de fraisage à segments circulaires

La gamme d'outils Iscar Neobarrel comprend plusieurs familles d'outils. Il s'agit de fraises en carbure monobloc (SCEM) dans une plage de diamètres allant de 8 mm à 12 mm (Fig. 1). La fraise en carbure monobloc de forme ovale de 10 mm a un bord de coupe périphérique arqué dans un rayon de 85 mm. Cette fraise quadruple la répétabilité de la taille de pas par rapport à une fraise à nez sphérique de 10 mm et offre la même qualité de finition de surface usinée.

La gamme d'outils Iscar Multi-Master fait référence aux outils assemblés qui montent des têtes en carbure échangeables. Cette gamme propose de nouvelles têtes en forme de tonneau présentant la même géométrie de coupe et la même plage de diamètres que SCEM et offrant un large éventail d'options au sein de la gamme Multi-Master pour les machines à 5 axes (Fig. 2). Le concept de tête échangeable présenté dans la gamme d'outils Multi-Master garantit une utilisation rationnelle du carbure cémenté avec un véritable avantage économique. Divers corps d'outils, extensions et réducteurs permettent la personnalisation d'un ensemble d'outils modulaire pour des projets d'usinage complexes.

Récemment, Iscar a dévoilé une nouvelle famille de fraises à segments qui utilisent le principe de conception d'outil à plaquette unique (Fig. 3). C'est un fait connu que les paramètres précis d'un outil à plaquette unique sont inférieurs à ceux d'une fraise à têtes en carbure échangeables, sans parler de la fraise en carbure monobloc. La précision peut être compromise si nous analysons comment un outil à plaquette unique, doté de deux dents, peut rivaliser avec un outil à plusieurs dents SCEM ou à tête en carbure.