Choisir les bons outils de coupe pour l'usinage CNC : Un guide complet

Vous êtes-vous déjà demandé comment les machines à commande numérique pouvaient créer des pièces d'une telle précision et d'une telle qualité ? L'astuce réside généralement dans le choix d'outils de coupe appropriés. Dans l'aérospatiale ou le prototypage de produits de consommation, ce sont les décisions relatives à l'outillage qui déterminent votre succès dans le fraisage des produits.

L'usinage CNC repose sur l'interaction d'un logiciel de haut niveau et de techniques de parcours d'outils. Toutefois, il ne produira les résultats souhaités qu'avec des outils de coupe adéquats montés sur la meilleure machine. Dans ce guide, nous parlerons de choisir les bons outils de coupe pour l'usinage CNC le matériau de l'outil tel que le carbure ou l'acier rapide, l'optimisation des vitesses d'avance, la géométrie de l'outil et l'utilisation d'outils revêtus ou non revêtus.

Il faut donc s'initier à la science et à l'art de sélectionner des outils de coupe performants, durables et rentables.

Outils de coupe avancés pour l'usinage CNC

Derrière chaque coupe réussie et chaque finition de coupe et de polissage se trouve un outil de coupe conçu à cet effet. Les outils constituent un élément important du processus de création d'une unité fonctionnelle à partir d'une matière première, et c'est le cas tant dans le secteur de la construction que dans celui de l'industrie. industrie aérospatiale, le l'industrie automobileet l'industrie électronique.

Lors d'une coupe précise, il convient de choisir l'outil en fonction du matériau, de la géométrie et des revêtements, les fabricants augmentant les performances et réduisant l'usure. L'utilisation d'un outil inadapté entraîne un mauvais état de surface, un temps de cycle long, voire la casse de l'outil.

Par conséquent, la sélection du meilleur usinage CNC Les outils de coupe ne consistent pas à choisir un outil bien aiguisé, mais à apprendre à connaître l'influence de chaque composant sur la pièce souhaitée.

L'évolution des outils de coupe CNC : De la précision manuelle à la précision moderne

Au début, les machinistes utilisaient des outils en acier au carbone. Avec le développement des matériaux et l'augmentation de la demande de précision, l'acier rapide est apparu. Peu après, les outils de coupe en carbure ont transformé l'usinage CNC en étant capables de mieux résister à la chaleur et de durer plus longtemps.

Aujourd'hui, les machines sont spécialisées en termes de matériaux, acier, aluminium, composites, ainsi que de procédés, ébauche, finition et profilage. La nouvelle génération de machinistes a un contrôle incontestable sur la productivité et la précision, avec des choix tels que l'utilisation d'outils de coupe revêtus ou non revêtus.

Pourquoi la sélection des outils de coupe est-elle importante aujourd'hui ?

Connaissance de la bonne Sélection d'outils CNC est une question que les fabricants qui souhaitent une qualité constante et une production optimale doivent connaître.

Les principaux avantages de la sélection d'outils appropriés :

• Augmentation de la productivité: Il réduira le temps de cycle en utilisant des outils de coupe améliorés.
• Longue durée de vie de l'outil : La résistance à l'usure des matériaux durables, tels que le carbure, permet d'augmenter la durée de vie de l'outil.
• Finition : La géométrie appropriée de l'outil permet d'obtenir une surface lisse.
• Moins de temps d'arrêt : Il y a moins de remplacements d'outils, ce qui permet d'économiser des heures de production.

Avec le développement de l'usinage CNC, il est important de sélectionner les outils qui conviennent à la fois aux performances, au coût et au cycle de vie.

Facteurs de sélection de l'outillage CNC

L'outil dépendra d'un certain nombre d'éléments liés aux applications. Voici les éléments à prendre en considération :

A. Matériau de la pièce

Alors que chaque matériau peut être caractérisé en termes de qualités uniques (par ex, aluminiumAcier inoxydable, titane), certains sont mous et gommeux, d'autres sont durs et abrasifs.

• Les grandes goujures et les outils polis sont utiles pour l'aluminium afin d'éviter les copeaux de soudure.
• L'acier a besoin d'outils plus solides, plus résistants aux températures et moins sollicités.

B. Opération d'usinage

Qu'il s'agisse de tournage, de fraisage, de perçage ou d'alésage, l'outil de coupe doit être adapté aux besoins de l'opération. Les processus d'ébauche nécessitent un outil plus puissant avec un taux élevé d'enlèvement de matière, tandis que la finition requiert des arêtes coniques et une géométrie tranchante.

C. Capacités de la machine

Les outils en carbure sont plus adaptés aux broches à grande vitesse, et les machines à faible vitesse de rotation peuvent utiliser davantage les outils en acier rapide. En outre, il convient d'inspecter les porte-outils et le palier d'avance.

D. Exigences relatives aux finitions de surface

Parmi les cas particuliers, citons les travaux de finition de surface, qui nécessitent des tolérances plus strictes et une meilleure géométrie de l'outil, généralement pour la fabrication de moules ou de pièces pour l'aérospatiale.

Matériau de l'outil : Carbure vs HSS

Le choix entre carbure vs HSS est l'une des décisions les plus importantes en matière d'outillage CNC.

Le carbure peut être utilisé lorsqu'il s'agit d'un long parcours, de matériaux plus difficiles et d'exigences de tolérance plus étroites. Les outils en acier rapide sont cependant plus résistants dans les coupes interrompues et plus économiques dans les travaux moins exigeants.

Pour la plupart des utilisateurs de CNC, les outils standard sont des outils en carbure lorsqu'il s'agit d'aluminium, d'acier inoxydable et de matériaux composites, car ils résistent mieux à la chaleur et conservent leur tranchant plus longtemps.

Optimisation de la vitesse de coupe et de l'avance

La performance des outils est étroitement liée à vitesse de coupe et vitesse d'alimentation. Ces paramètres déterminent

• Production de chaleur
• Taux d'usure de l'outil
• Finition de la surface
• Taux d'enlèvement de matière

Lignes directrices recommandées :

• Coupe à grande vitesse (avec du carbure) nécessite des stratégies de refroidissement (soufflage d'air, arrosage de liquide de refroidissement).
• Alimentation à basse vitesse réduit l'usure de l'outil mais peut augmenter la durée du cycle.
• Alimentation équilibrée par dent (fz) et la charge de la puce optimisent l'efficacité.

Consultez toujours les tableaux fournis par le fabricant pour connaître les recommandations spécifiques à l'outil et effectuez des coupes d'essai pour affiner les paramètres.

Géométrie des outils CNC et élimination des copeaux

La géométrie de l'outil influe sur l'efficacité de la coupe du matériau et de l'évacuation des copeaux.

Principales caractéristiques géométriques :

• Comte de flûtes : Moins il y a de cannelures, meilleure est l'évacuation des copeaux (dans l'aluminium), et plus il y a de cannelures, plus la finition est lisse (dans l'acier).
• Angle de l'hélice : L'angle le plus élevé permet des coupes plus douces et l'évacuation des copeaux.
• Angle d'inclinaison: Il affecte la pression de coupe et la force de cisaillement.
• Angle de décharge : Influence la résistance à la chaleur et à l'usure derrière l'arête de coupe.

L'élimination correcte des copeaux est assurée :

• Durée de vie plus longue de l'outil
• Meilleure finition de la surface
• Pas de colmatage ni d'accumulation de bordures

En particulier lors de l'usinage de matériaux tendres comme l'aluminium, l'évacuation des copeaux est essentielle - les outils à goujures polies et à grandes poches à copeaux évitent l'encrassement.

Outils de coupe revêtus ou non revêtus

Les revêtements d'outils ont une grande influence sur les performances, en particulier à des vitesses élevées ou sur des matériaux durs.

Les types de revêtement les plus courants sont les suivants :

• TiN (nitrure de titane) : Polyvalent, augmente la dureté et diminue le frottement.
• Nitrure de titane et d'aluminium (TiAlN) : usinage à grande vitesse, grande stabilité thermique.
• DLC (Diamond-Like Carbon) : Il est parfait avec aluminium et les matériaux composites.

Quand choix entre outils de coupe revêtus et non revêtusIl faut tenir compte de la vitesse, du matériau et du coût de l'outil. Pour les l'usinage CNC en grande sérieLes revêtements sont un investissement judicieux.

Stratégie d'outillage logique pour des opérations CNC efficaces

Un opérateur CNC, un concepteur ou un fabricant doit aligner le choix de l'outil sur le matériau, la machine et la géométrie de la pièce. Ignorer ces éléments conduit à des finitions médiocres, à des outils cassés ou à des retouches coûteuses.

Conseils de pro :

• L'aluminium et l'acier inoxydable utilisent le carbure.
• L'acier rapide non revêtu convient aux matériaux tendres.
• La géométrie des outils d'appariement est liée à la complexité des pièces.
• Les outils revêtus sont idéaux pour l'usinage de métaux durs ou abrasifs.

Investir dans des outils de haute qualité signifie moins de remplacements, un meilleur rendement et des économies à long terme.

Aperçu rapide : Les facteurs les plus importants

Conclusion

Il est donc évident qu'en Choisir les bons outils de coupe pour l'usinage CNCLe succès sera défini comme la capacité à trouver le matériau approprié (carbure ou HSS), à optimiser l'avance et la vitesse, la forme de la géométrie de l'outil et les avantages des revêtements. Ces jugements ont une influence directe sur la qualité, l'efficacité et les coûts de l'usinage en général.

Dans un travail qui doit être très précis, comme dans une application aérospatiale ou dans un prototype de produit électronique grand public, le choix de l'outil de coupe change tout. Il faut garder à l'esprit que l'on ne met jamais de déchets dans son Machine CNC, La qualité d'une machine CNC dépend de ce qu'elle utilise, de ce qu'elle contient. Il s'agit donc d'un point sur lequel vous devez faire porter vos efforts pour vous assurer que votre machine CNC ne fonctionne qu'avec un produit de haute qualité.

FAQ sur l'outillage CNC

Quel est le meilleur outil de coupe pour l'aluminium dans l'usinage CNC ?

Fraises en carbure à 2-3 goujures et polies ou Travaux de revêtement DLC La meilleure solution est l'excellente évacuation des copeaux et la résistance à la chaleur.

Les outils HSS peuvent-ils être utilisés pour l'acier inoxydable ?

Non recommandé. L'acier rapide a tendance à s'user rapidement. Pour les matériaux inoxydables, optez pour des outils en carbure revêtus de TiAlN.

Quelle est l'importance du revêtement des outils ?

Les revêtements améliorent considérablement la durée de vie des outils, réduisent les frottements et permettent un usinage à grande vitesse, en particulier dans les matériaux durs.

Quelle est la différence entre les comptes de flûte ?

Des cannelures moins nombreuses permettent un meilleur enlèvement des copeaux (idéal pour l'aluminium) ; des cannelures plus nombreuses assurent un fini de surface plus lisse (idéal pour les aciers).

L'outillage revêtu vaut-il le coût supplémentaire ?

Absolument ! surtout pour la production en grande série ou les matériaux difficiles à usiner. Les outils revêtus durent souvent 2 à 3 fois plus longtemps.