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14 questions fréquemment posées dans le domaine de la fabrication de moules [Partie 2]

14 questions fréquemment posées dans le domaine de la fabrication de moules [Partie 2]

8. Pourquoi utilisez-vous le plus souvent des fraises à insert rond comme premier choix pour les outils d’ébauche de moule?

Si une fraise à épaule carrée est utilisée pour le fraisage brut de la cavité, une grande quantité d’allocation de coupe échelonnée est supprimée dans le processus de semi-finition. Cela entraînera un changement de la force de coupe et une flexion de l’outil. Le résultat est une tolérance d’usinage inégale pour le processus de finition, ce qui affecte la précision géométrique du moule. Si un coupe-épaule carré avec une pointe plus faible (avec une lame triangulaire) est utilisé, un effet de coupe imprévisible peut en résulter. Les inserts triangulaires ou en forme de diamant produisent également des forces de coupe radiales plus importantes et, en raison du petit nombre d’arêtes de coupe, ce sont des outils d’ébauche moins économiques. D’autre part, les inserts ronds peuvent être fraisés dans une variété de matériaux et dans toutes les directions. Si elles sont utilisées, des transitions en douceur entre les passes adjacentes peuvent également entraîner un traitement plus petit et plus uniforme pour la semi-finition. marge. L’une des caractéristiques des inserts ronds est que l’épaisseur des copeaux qu’ils produisent est variable. Cela leur permet d’utiliser un taux d’alimentation plus élevé que la plupart des autres lames. La lame principale de la lame circulaire passe de presque zéro (coupe très peu profonde) à 90 degrés, et l’action de coupe est très lisse. À la profondeur maximale de la coupe, l’angle de plomb est de 45 degrés, et lors de la coupe le long d’une paroi droite avec un cercle extérieur, l’angle de plomb est de 90 degrés. Cela explique également pourquoi la résistance de l’outil d’insertion circulaire est importante - la charge de coupe augmente progressivement. L’ébauche et la semi-ébauche devraient toujours être le premier choix pour les fraises à insert rond telles que CoroMill 200 (voir l’exemple de fabrication de moules C-1102:1). En coupe 5 axes, l’insert rond est très approprié, surtout sans aucune restriction. En utilisant une bonne programmation, les fraises à insert rond peuvent largement remplacer les broyeurs à billes. La combinaison d’une lame circulaire avec une petite quantité de ruissellement, combinée à une géométrie de coupe finement broyée, positive et légère, peut également être utilisée pour la semi-finition et certaines opérations de finition.

9. Quelle est la vitesse de coupe effective (ve) et pourquoi il est toujours très important de calculer la vitesse de coupe effective sur un diamètre de productivité élevé.

Étant donné que l’alimentation de la table dépend de la vitesse à une certaine vitesse de coupe, si la vitesse effective n’est pas calculée, l’alimentation de la table sera calculée de manière incorrecte. Si la valeur de diamètre nominal (Dc) de l’outil est utilisée pour calculer la vitesse de coupe, la vitesse de coupe effective ou réelle est beaucoup plus faible que la vitesse calculée lorsque la profondeur de coupe est peu profonde. Tels que les outils à insert rond CoroMill200 (en particulier dans la gamme de petit diamètre), les broyeurs à billes, les broyeurs à arc à grand nez et les broyeurs d’extrémité CoroMill390 (voir lefabrication de moulesde Sandvik Coromant pour ces outils) Échantillon C-1102: 1). En conséquence, le taux d’alimentation calculé est également beaucoup plus faible, ce qui réduit considérablement la productivité. Plus important encore, les conditions de coupe de l’outil sont inférieures à ses capacités et à la plage d’application recommandée. Lors de la découpe 3D, le diamètre au moment de la découpe est varié, ce qui est lié à la géométrie du moule. Une solution à ce problème consiste à définir la zone de mur escarpé dela moisissure et la zone peu profonde dela pièce. De bons compromis et de bons résultats peuvent être obtenus si des procédures DE FAO spécialisées et des paramètres de coupe sont programmés pour chaque zone.

10. Quels sont les paramètres d’application importants pour réussir le fraisage de l’acier trempé?

Lors de la finition du fraisage à grande vitesse de l’acier trempé, l’un des principaux facteurs à observer est la coupe peu profonde. La profondeur de coupe ne doit pas dépasser 0,2/0,2 mm (ap/ae: profondeur axiale de coupe / profondeur radiale de coupe). Il s’agit d’éviter une flexion excessive du porte-outil / outil de coupe et de maintenir une faible tolérance et une grande précision de l’outil usiné.

Il est également important de choisir un système et un outil de serrage très rigides. Lors de l’utilisation d’outils en carbure solide, il est important d’utiliser des outils avec le plus grand diamètre de noyau (rigidité maximale en flexion). Une règle empirique est que si le diamètre de l’outil est augmenté de 20%, par exemple de 10mm à 12mm, la flexion de l’outil sera réduite de 50%. On peut également dire que si le porte-à-faux / extension de l’outil est raccourci de 20%, la flexion de l’outil sera réduite de 50%. Le grand diamètre et les jarrets effilés augmentent encore la rigidité. Lors de l’utilisation de broyeurs à billes avec inserts indexables (voir l’échantillon de fabrication de moules C-1102:1), si la tige est en carbure solide, la rigidité de flexion peut être augmentée de 3 à 4 fois. Lors de la finition de l’acier trempé avec fraisage à grande vitesse, il est également important de choisir une géométrie et une nuance spéciales. Il est également important de choisir un revêtement avec une dureté thermique élevée comme tiAlN.

11. Quand dois-je utiliser la découpe descendante et quand dois-je utiliser la fraise à la hausse?

La principale recommandation est d’utiliser autant de fraisage que possible. Lorsque le tranchant ne fait que couper, l’épaisseur de la copeaux peut atteindre sa valeur maximale dans le fraisage coupé vers le bas. Dans le cas du fraisage haché, c’est la valeur minimale. En général, la durée de vie de l’outil dans le fraisage coupé vers le haut est plus courte que dans le fraisage coupé vers le bas, car la chaleur générée dans le fraisage coupé vers le haut est nettement plus élevée que dans le fraisage coupé vers le bas. Lorsque l’épaisseur de la copeaux est augmentée de zéro à maximale dans le fraisage à la hausse, plus de chaleur est générée car le bord de coupe est soumis à un frottement plus élevé que dans le fraisage en duvet. La force radiale est également significativement plus élevée dans le fraisage à la hausse, ce qui a un effet négatif sur les roulements de broche. Dans le fraisage découpé, le tranchant est principalement soumis à une contrainte de compression, ce qui est beaucoup plus avantageux pour les outils en carbure cémenté ou en carbure solide que pour les forces de traction générées lors du fraisage à la hausse. bien sûr, il y a des exceptions. Lors de l’utilisation d’un broyeur d’extrémité en carbure solide (voir l’outil dans le moule C-1102:1) pour le fraisage latéral (finition), en particulier dans les matériaux durcis, le fraisage à la hausse est préférable. Cela facilite l’obtention de la rectitude des murs avec une tolérance plus faible et un meilleur angle de 90 degrés. S’il y a un désalignement entre les différentes passes axiales, les marques d’outil sont également très petites. Cela est principalement dû à la direction de la force de coupe. Si un tranchant très tranchant est utilisé dans la coupe, la force de coupe a tendance à « tirer » le couteau vers le matériau. Un autre exemple de l’utilisation du fraisage up-cut est l’utilisation de fraiseuses manuelles à l’ancienne pour le fraisage, où la vis de la fraiseuse à l’ancienne a un grand écart. Le fraisage à l’étage produit une force de coupe qui élimine l’écart, ce qui rend le mouvement de fraisage plus fluide.

12. Copier le fraisage ou la découpe de contour?

Dans le fraisage de poche, la meilleure façon d’assurer un chemin réussi vers un outil de fraisage est d’utiliser un chemin de fraisage de contour.

Fraises (par exemple, broyeurs à billes, voir Exemple de fabrication de moules C-1102: 1) Le fraisage du cercle extérieur le long du contour entraîne souvent une productivité élevée car plus de dents sont coupées sur des diamètres d’outils plus grands. . Si la vitesse de broche de la machine est limitée, le fraisage de contour aidera à maintenir la vitesse de coupe et la vitesse d’avance. Avec cette trajectoire d’outil, le changement de charge de travail et de direction est également faible. Ceci est particulièrement important dans les applications de fraisage à grande vitesse et dans le traitement des matériaux durcis. En effet, si la vitesse de coupe et la vitesse d’avance sont élevées, le tranchant et le processus de coupe sont plus sensibles aux effets néfastes des changements de charge de travail et de direction, et les changements de charge et de direction de travail entraînent des changements dans la force de coupe et la flexion de l’outil. Le profilage le long du mur escarpé doit être évité autant que possible. Lors du fraisage par copie, l’épaisseur de la puce à faible vitesse de coupe est grande. Au centre du couteau à bille, il y a un risque de rupture de la lame. Si la commande est médiocre ou si la machine n’a pas de fonction de lecture anticipée, elle ne peut pas être décélérée assez rapidement et le risque d’écaillage au centre est le plus susceptible de se produire. Le fraisage du profil supérieur le long de la paroi raide est meilleur pour le processus de coupe car l’épaisseur de la copeaux est à son maximum à des vitesses de copeaux favorables. Afin d’obtenir la plus longue durée de vie de l’outil, le tranchant doit être maintenu en coupe continue aussi longtemps que possible pendant le processus de fraisage. Si l’outil entre et sort trop fréquemment, la durée de vie de l’outil sera considérablement raccourcie. Cela exacerbera le stress thermique et la fatigue thermique à la pointe de la technologie. Il est plus avantageux pour les outils modernes en carbure d’avoir des températures uniformes et élevées dans la zone de coupe que d’avoir de grandes fluctuations. Le chemin de fraisage de profilage est souvent un mélange de coupe vers le haut et vers le bas (zigzag), ce qui signifie que le couteau est fréquemment mangé et rétracté pendant la coupe. Cette trajectoire d’outil a également une mauvaise influence sur la qualité du moule. Chaque fois qu’un couteau est utilisé, cela signifie que l’outil est plié et qu’il y a une marque sur la surface. Lorsque l’outil sort, la force de coupe et la flexion de l’outil sont réduites, et il y a un léger « surcoupe » de matériau dans la partie de sortie.

13. Pourquoi certaines fraises ont-elles des emplacements différents?

Les fraises sont des outils de coupe multi-bords, le nombre de dents (z) est modifiable et plusieurs facteurs peuvent aider à déterminer le pas ou le nombre de dents pour différents types d’usinage. Les matériaux, les dimensions de la pièce, la stabilité globale, les dimensions en porte-à-faux, les exigences de qualité de surface et la puissance disponible sont des facteurs liés au traitement. Les facteurs liés à l’outil comprennent une alimentation suffisante par dent, au moins deux dents en même temps et la capacité de la puce de l’outil, qui n’en représente qu’une petite partie. Le pas (u) de la fraise est la distance entre le point sur le bord de coupe de l’insert et le même point sur le bord de coupe suivant. Les fraises sont divisées en fraises clairsemées, denses et ultra-serrées. La plupart des fraises Coromant ont ces trois options. Voir l’exemple C-1102:1 sur la fabrication de moules. Le pas dense signifie qu’il y a plus de dents et un espace de copeaux approprié, qui peut être coupé avec un taux d’élimination du métal élevé. Généralement utilisé pour le fraisage à charge moyenne de la fonte et de l’acier. Le pas fin est le premier choix pour les fraises à usage général et est recommandé pour la production mixte. Le pas clairsemé signifie qu’il y a moins de dents et un grand espace de copeaux sur la circonférence de la fraise. L’espacement est souvent utilisé pour l’ébauche jusqu’à la finition de l’acier. Les vibrations dans le traitement de l’acier ont une grande influence sur les résultats du traitement. L’écaillage est une solution vraiment efficace aux problèmes. C’est le premier choix pour le fraisage à long porte-à-faux, les machines de faible puissance ou d’autres applications où les forces de coupe doivent être réduites. L’outil d’ultra-précision a un très petit espace de puce et peut être alimenté avec une table plus haute. Ces outils conviennent à la découpe de surfaces de fonte interrompues, à l’ébauche de fonte et à l’usinage résiduel de l’acier, tel que le fraisage latéral. Ils conviennent également aux applications où de faibles vitesses de coupe doivent être maintenues. Les fraises peuvent également avoir des emplacements uniformes ou inégaux. Ce dernier fait référence à l’espacement inégal des dents sur l’outil, ce qui est également un moyen efficace de résoudre le problème des vibrations. En cas de problème de vibration, il est recommandé d’utiliser autant que possible une fraise à pas égal édentée. Comme il y a moins de pales, la possibilité d’augmenter les vibrations est faible. Les petits diamètres d’outils peuvent également améliorer cette situation. Une combinaison d’auges et de grades bien adaptés doit être utiliséeune combinaison d’arêtes tranchantes et de ténacité.

14. Comment positionner la fraise pour des performances optimales ?

La longueur de coupe est affectée par la position de la fraise. La durée de vie de l’outil est souvent liée à la durée de coupe que le tranchant doit supporter. La fraise positionnée au centre de la pièce a une longueur de coupe courte. Si la fraise est décalée de la ligne médiane dans les deux sens, l’arc de coupe est long.

Gardez à l’esprit comment la force de coupe fonctionne et doit parvenir à un compromis. Avec l’outil positionné au centre de la pièce, la direction de la force de coupe radiale change à mesure que le bord de coupe de la lame entre ou sort de la coupe. L’espace dans la broche de la machine-outil exacerbe également les vibrations, faisant vibrer la lame. En déviant l’outil du centre, une direction de force de coupe constante et favorable est obtenue. Plus le porte-à-faux est long, plus il est important de surmonter toutes les vibrations possibles. Un autre effet avantageux d’une tolérance d’usinage constante est le petit effet négatif sur la machine-outil, les rails de guidage, la vis à billes et les roulements de broche.

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