Machine \u00e0 commande num\u00e9rique<\/a> a \u00e9t\u00e9 produit par une ar\u00eate de coupe se d\u00e9pla\u00e7ant dans le mat\u00e9riau \u00e0 une vitesse et un avancement contr\u00f4l\u00e9s. Cette cat\u00e9gorie comprend les fraises en bout, les forets, les al\u00e9soirs, les tarauds et les fraises \u00e0 fileter, les fraises \u00e0 surfacer, les plaquettes de tournage, les barres d'al\u00e9sage, les outils de tron\u00e7onnage et les outils de formage.<\/p>\n\n\n\nLes outils de coupe pr\u00e9sentent des caract\u00e9ristiques techniques communes : ils sont fabriqu\u00e9s \u00e0 partir de mat\u00e9riaux plus durs que la pi\u00e8ce \u00e0 usiner, rectifi\u00e9s selon des g\u00e9om\u00e9tries pr\u00e9cises qui permettent de contr\u00f4ler la formation des copeaux et les forces de coupe, et souvent rev\u00eatus d'un rev\u00eatement destin\u00e9 \u00e0 am\u00e9liorer leur r\u00e9sistance \u00e0 l'usure et \u00e0 r\u00e9duire les frottements au niveau de l'interface de coupe.<\/p>\n\n\n\n
Outillage pour proc\u00e9d\u00e9s sans enl\u00e8vement de mati\u00e8re \u2014 Support et mesure<\/h3>\n\n\n\n L'outillage non coupant englobe tout ce qui contribue au processus d'usinage sans enlever directement de mati\u00e8re. Cela comprend les porte-outils et les pinces de serrage (qui fixent les outils de coupe dans la broche), les dispositifs de serrage et les \u00e9taux (qui maintiennent la pi\u00e8ce pendant l'usinage), les palpeurs (qui localisent la pi\u00e8ce et mesurent ses caract\u00e9ristiques en cours d'usinage), les buses de refroidissement et les syst\u00e8mes d'alimentation (qui contr\u00f4lent la dissipation de la chaleur et l'\u00e9vacuation des copeaux), ainsi que les appareils de pr\u00e9r\u00e9glage d'outils (qui mesurent la longueur et le diam\u00e8tre de l'outil avant son introduction dans la machine).<\/p>\n\n\n\n
Les outils non coupants ne sont pas moins importants que les outils coupants en termes de qualit\u00e9 des pi\u00e8ces. Un outil coupant mont\u00e9 dans une pince us\u00e9e pr\u00e9sentant un faux-rond radial de 10 \u00b5m ne peut pas respecter des tol\u00e9rances de \u00b10,025 mm, quelle que soit la qualit\u00e9 intrins\u00e8que de l\u2019outil. Les dispositifs de serrage qui laissent la pi\u00e8ce se d\u00e9former sous l\u2019effet des forces de coupe g\u00e9n\u00e8rent des erreurs dimensionnelles qui semblent al\u00e9atoires mais qui sont en r\u00e9alit\u00e9 syst\u00e9matiques. La qualit\u00e9 de l\u2019outillage de processus d\u00e9finit la limite sup\u00e9rieure de pr\u00e9cision dans laquelle les outils de coupe peuvent fonctionner.<\/p>\n\n\n\n
Les 9 principaux types d'outils de d\u00e9coupe CNC : caract\u00e9ristiques techniques<\/h2>\n\n\n\n1. Fraises \u2014 L'outil de coupe le plus polyvalent dans l'usinage CNC<\/h3>\n\n\n\n Les fraises en bout sont des outils de coupe rotatifs \u00e0 plusieurs cannelures, capables d'effectuer des coupes axiales (fraisage en plong\u00e9e), radiales (fraisage lat\u00e9ral) et simultan\u00e9es selon les deux axes (fraisage en rampe). Elles sont utilis\u00e9es pour le fraisage de surfaces planes, la r\u00e9alisation de poches et de rainures, la cr\u00e9ation de profils et de contours, ainsi que pour les op\u00e9rations de finition.<\/p>\n\n\n\n
Notions fondamentales de g\u00e9om\u00e9trie :<\/strong><\/p>\n\n\n\nL'angle d'h\u00e9lice des cannelures d'une fraise en bout influe consid\u00e9rablement sur les performances de coupe. Les angles d'h\u00e9lice faibles (15\u201325\u00b0) sont utilis\u00e9s pour les mat\u00e9riaux rigides, o\u00f9 il est n\u00e9cessaire de minimiser les forces de coupe axiales. Les angles d'h\u00e9lice \u00e9lev\u00e9s (40\u201345\u00b0) permettent d'obtenir des coupes plus lisses dans l'aluminium et les mat\u00e9riaux tendres, o\u00f9 l'\u00e9vacuation des copeaux est la principale pr\u00e9occupation. Les fraises \u00e0 h\u00e9lice variable \u2014 dont l\u2019angle des cannelures varie sur toute la longueur \u2014 r\u00e9duisent les vibrations harmoniques \u00e0 l\u2019origine des vibrations de coupe dans les mat\u00e9riaux difficiles \u00e0 usiner.<\/p>\n\n\n\n
Le nombre de cannelures d\u00e9termine l'\u00e9quilibre entre l'\u00e9vacuation des copeaux et la rigidit\u00e9. Les fraises \u00e0 queue \u00e0 deux cannelures optimisent l'\u00e9vacuation des copeaux pour les mat\u00e9riaux tendres comme l'aluminium, o\u00f9 les gros copeaux doivent s'\u00e9chapper rapidement. Les fraises \u00e0 queue \u00e0 quatre cannelures offrent une plus grande rigidit\u00e9 pour les op\u00e9rations de finition sur l'acier et l'inox. Les fraises \u00e0 six cannelures et plus sont sp\u00e9cialement con\u00e7ues pour les passes de finition o\u00f9 la rigidit\u00e9 et la qualit\u00e9 de l'\u00e9tat de surface sont primordiales et o\u00f9 le volume de copeaux est faible.<\/p>\n\n\n\n
La g\u00e9om\u00e9trie des angles d\u00e9finit les caract\u00e9ristiques des pi\u00e8ces que la fraiseuse peut produire : les fraises \u00e0 bout carr\u00e9 cr\u00e9ent des angles vifs \u00e0 90\u00b0 au fond des poches ; les fraises \u00e0 bout sph\u00e9rique permettent de r\u00e9aliser des profils courbes et des surfaces 3D ; les fraises \u00e0 rayon d'angle produisent un petit rayon au niveau de l'angle, ce qui r\u00e9duit la concentration des contraintes, prolonge la dur\u00e9e de vie de l'outil et convient \u00e0 la plupart des op\u00e9rations de fraisage g\u00e9n\u00e9rales o\u00f9 un angle droit n'est pas fonctionnellement n\u00e9cessaire.<\/p>\n\n\n\n
Types de fraises et applications techniques :<\/strong><\/p>\n\n\n\nFraises \u00e0 bout plat (carr\u00e9)<\/em> \u2014 permettent de r\u00e9aliser des fonds de poche plats et des \u00e9paulements carr\u00e9s. La r\u00e9f\u00e9rence du secteur pour l'usinage de pi\u00e8ces prismatiques. Disponibles en versions \u00e0 2 cannelures (aluminium), 3 cannelures (usage g\u00e9n\u00e9ral), 4 cannelures (acier, inox) et en configurations sp\u00e9cialis\u00e9es pour les composites et les mat\u00e9riaux tremp\u00e9s.<\/p>\n\n\n\nFraises \u00e0 bout sph\u00e9rique<\/em> \u2014 le rayon de la pointe est \u00e9gal \u00e0 la moiti\u00e9 du diam\u00e8tre de l'outil, ce qui permet d'obtenir un profil de coupe h\u00e9misph\u00e9rique. Utilis\u00e9es pour l'usinage de surfaces en 3D, les op\u00e9rations de lissage et toute application n\u00e9cessitant une surface courbe continue. La vitesse de coupe au niveau de la pointe tombe th\u00e9oriquement \u00e0 z\u00e9ro, ce qui les rend moins efficaces que les fraises plates pour l'enl\u00e8vement pur de mati\u00e8re, mais indispensables pour le contournage de surfaces.<\/p>\n\n\n\nFraises \u00e0 rayon d'angle<\/em> \u2014 int\u00e8grer un petit rayon (g\u00e9n\u00e9ralement compris entre 0,5 et 3 mm) au niveau de l'angle de l'extr\u00e9mit\u00e9 carr\u00e9e. Ce rayon r\u00e9duit la concentration de contraintes au niveau de l\u2019angle \u2014 point soumis aux contraintes les plus \u00e9lev\u00e9es sur une fraise \u00e0 bout carr\u00e9 \u2014, prolongeant ainsi la dur\u00e9e de vie de l\u2019outil de 30 \u00e0 100% par rapport \u00e0 des outils \u00e0 bout carr\u00e9 comparables utilis\u00e9s sur l\u2019acier et l\u2019inox. Il s\u2019agit d\u2019une pratique courante dans l\u2019usinage CNC de s\u00e9rie d\u00e8s lors qu\u2019un angle interne vif n\u2019est pas fonctionnellement n\u00e9cessaire.<\/p>\n\n\n\nFraises \u00e0 d\u00e9grossir (fraises \u00ab en \u00e9pi de ma\u00efs \u00bb)<\/em> \u2014 La g\u00e9om\u00e9trie dentel\u00e9e des cannelures fragmente les copeaux en segments plus petits, ce qui r\u00e9duit les efforts de coupe et permet d'atteindre des profondeurs de coupe plus importantes qu'avec des fraises \u00e0 cannelures lisses \u00e9quivalentes. Utilis\u00e9es pour l'enl\u00e8vement rapide de mati\u00e8re lors de l'\u00e9tape d'\u00e9bauche, avant les passes de finition r\u00e9alis\u00e9es avec des fraises conventionnelles.<\/p>\n\n\n\nFraises \u00e0 queue longue \/ \u00e0 col allong\u00e9<\/em> \u2014 Le diam\u00e8tre r\u00e9duit du col, situ\u00e9 derri\u00e8re la partie coupante, permet d'acc\u00e9der aux poches profondes et aux \u00e9l\u00e9ments pr\u00e9sentant une grande hauteur axiale. Ce col \u00e9troit est sujet \u00e0 la d\u00e9viation ; l'utilisation d'outils \u00e0 longue port\u00e9e n\u00e9cessite donc des vitesses d'avance et des profondeurs de coupe r\u00e9duites par rapport aux outils de longueur standard \u00e9quivalents.<\/p>\n\n\n\n2. Forets \u2014 Outils indispensables pour percer des trous<\/h3>\n\n\n\n Les forets CNC sont con\u00e7us pour l'enl\u00e8vement axial de mati\u00e8re ; ils permettent de r\u00e9aliser des al\u00e9sages cylindriques par rotation et avance dans la pi\u00e8ce \u00e0 usiner. Le foret h\u00e9lico\u00efdal standard est l'outil de per\u00e7age le plus courant, mais il existe des g\u00e9om\u00e9tries de forets sp\u00e9cialis\u00e9es destin\u00e9es \u00e0 des applications sp\u00e9cifiques que les forets h\u00e9lico\u00efdaux \u00e0 usage g\u00e9n\u00e9ral ne peuvent pas traiter efficacement.<\/p>\n\n\n\n
Param\u00e8tres g\u00e9om\u00e9triques cl\u00e9s :<\/strong><\/p>\n\n\n\nL'angle de pointe d\u00e9termine la mani\u00e8re dont le foret p\u00e9n\u00e8tre dans le mat\u00e9riau. L'angle de pointe standard de 118\u00b0 est une g\u00e9om\u00e9trie polyvalente adapt\u00e9e \u00e0 la plupart des aciers et \u00e0 l'aluminium. Les mat\u00e9riaux plus durs tirent profit d'un angle de pointe plus plat de 135\u00b0, qui r\u00e9duit la force de pouss\u00e9e axiale et est moins sujet au d\u00e9viement sur les surfaces dures. Les forets \u00e0 cannelures courtes sont plus rigides et permettent de r\u00e9aliser des trous plus pr\u00e9cis que les forets de longueur standard, au d\u00e9triment toutefois de la profondeur de per\u00e7age.<\/p>\n\n\n\n
L'angle d'h\u00e9lice de la fraise influe sur l'\u00e9vacuation des copeaux. Les forets \u00e0 h\u00e9lice forte (40\u201345\u00b0) extraient les copeaux de mani\u00e8re agressive hors du trou, ce qui est essentiel pour le per\u00e7age profond et les mat\u00e9riaux collants comme l\u2019aluminium et l\u2019acier inoxydable, qui produisent des copeaux longs et filandreux. Les forets \u00e0 h\u00e9lice faible produisent des copeaux plus courts, plus faciles \u00e0 \u00e9vacuer dans les trous profonds r\u00e9alis\u00e9s dans des mat\u00e9riaux plus durs.<\/p>\n\n\n\n
Types de forets :<\/strong><\/p>\n\n\n\nForets h\u00e9lico\u00efdaux<\/em> \u2014 Forets h\u00e9lico\u00efdaux pour le per\u00e7age g\u00e9n\u00e9ral. Disponibles en longueurs standard (les plus courantes), en version courte (plus grande rigidit\u00e9, port\u00e9e plus courte) et en s\u00e9rie longue (trous plus profonds). Le choix du mat\u00e9riau et du rev\u00eatement d\u00e9pend du mat\u00e9riau de la pi\u00e8ce \u00e0 usiner.<\/p>\n\n\n\nForets \u00e0 pointe en carbure \/ Forets en carbure monobloc<\/em> \u2014 Les forets \u00e0 pointe en carbure indexable ou en carbure monobloc offrent des performances nettement sup\u00e9rieures \u00e0 celles des forets en acier rapide (HSS) pour le per\u00e7age en s\u00e9rie de l'acier, de l'acier inoxydable et de la fonte. Des vitesses de coupe plus \u00e9lev\u00e9es, une dur\u00e9e de vie plus longue et une meilleure qualit\u00e9 des al\u00e9sages justifient le co\u00fbt plus \u00e9lev\u00e9 de ces outils dans le cadre d'une production en s\u00e9rie.<\/p>\n\n\n\nExercices au centre<\/em> \u2014 des outils courts et rigides qui permettent de r\u00e9aliser un avant-trou conique afin de positionner avec pr\u00e9cision les forets plus gros utilis\u00e9s par la suite. Indispensables d\u00e8s lors que la pr\u00e9cision de positionnement d'un gabarit de per\u00e7age est cruciale, car les forets h\u00e9lico\u00efdaux standard ont tendance \u00e0 d\u00e9vier sur une surface plane en l'absence d'un trou central ou d'un avant-trou r\u00e9alis\u00e9 \u00e0 l'aide d'un foret de centrage.<\/p>\n\n\n\nExercices de pas<\/em> \u2014 permet d'obtenir deux diam\u00e8tres ou plus en une seule op\u00e9ration. Solution standard pour les applications sur t\u00f4le et t\u00f4les minces n\u00e9cessitant un fraisage ou un \u00e9vasement \u00e0 plusieurs diam\u00e8tres.<\/p>\n\n\n\nForets \u00e0 plaquettes amovibles<\/em> \u2014 Per\u00e7age de grand diam\u00e8tre (20 mm et plus) \u00e0 l'aide de plaquettes en carbure rempla\u00e7ables. Tr\u00e8s rentable pour les volumes de production ; le co\u00fbt de remplacement des plaquettes est inf\u00e9rieur \u00e0 celui du r\u00e9aff\u00fbtage des forets monoblocs.<\/p>\n\n\n\n3. Al\u00e9soirs \u2014 Finition de pr\u00e9cision des al\u00e9sages<\/h3>\n\n\n\n Les al\u00e9soirs sont exclusivement destin\u00e9s \u00e0 la finition des al\u00e9sages, et non \u00e0 leur per\u00e7age initial. Ils enl\u00e8vent une petite quantit\u00e9 de mati\u00e8re (g\u00e9n\u00e9ralement entre 0,1 et 0,5 mm de diam\u00e8tre, selon le type d'al\u00e9soir) d'un al\u00e9sage pr\u00e9alablement perc\u00e9 ou al\u00e9s\u00e9 afin d'obtenir une tol\u00e9rance de diam\u00e8tre et un \u00e9tat de surface sp\u00e9cifiques.<\/p>\n\n\n\n
La distinction fonctionnelle par rapport au per\u00e7age est importante : un foret permet de percer un trou, tandis qu\u2019un al\u00e9soir sert \u00e0 finir un trou. Tenter d\u2019utiliser un al\u00e9soir comme un foret \u2014 en l\u2019enfon\u00e7ant dans un mat\u00e9riau plein \u2014 endommagera imm\u00e9diatement l\u2019outil.<\/p>\n\n\n\n
Lorsque l'utilisation d'al\u00e9soirs est sp\u00e9cifi\u00e9e :<\/strong><\/p>\n\n\n\nLes al\u00e9soirs constituent l'outil appropri\u00e9 lorsque le trou fini doit respecter une classe de tol\u00e9rance H7 ou plus stricte (\u00b10,012 mm ou mieux pour un trou de 20 mm), lorsque l'\u00e9tat de surface \u00e0 l'int\u00e9rieur du trou doit \u00eatre de Ra 0,8 \u00b5m ou mieux pour les applications de roulements, des goupilles ou des joints d'\u00e9tanch\u00e9it\u00e9, et lorsque la pr\u00e9cision de positionnement a \u00e9t\u00e9 \u00e9tablie lors de l'op\u00e9ration de per\u00e7age ou d'al\u00e9sage pr\u00e9c\u00e9dente.<\/p>\n\n\n\n
Types d'al\u00e9soirs :<\/strong><\/p>\n\n\n\nAl\u00e9soirs m\u00e9caniques (\u00e0 goujure droite)<\/em> \u2014 l'al\u00e9soir de s\u00e9rie, utilis\u00e9 \u00e0 une vitesse comprise entre environ un tiers et la moiti\u00e9 de celle d'une perceuse \u00e9quivalente. Les rainures droites conviennent aux trous traversants ; les copeaux sont \u00e9vacu\u00e9s vers l'avant \u00e0 travers le trou.<\/p>\n\n\n\nAl\u00e9soirs \u00e0 cannelures h\u00e9lico\u00efdales<\/em> \u2014 La g\u00e9om\u00e9trie h\u00e9lico\u00efdale des rainures permet d'\u00e9vacuer les copeaux hors du trou, ce qui en fait le choix id\u00e9al pour les trous borgnes o\u00f9 l'\u00e9jection des copeaux vers l'avant est impossible. Le sens de la rainure (\u00e0 gauche ou \u00e0 droite) d\u00e9termine la direction des copeaux par rapport \u00e0 la coupe.<\/p>\n\n\n\nAl\u00e9soirs r\u00e9glables<\/em> \u2014 le diam\u00e8tre de coupe est r\u00e9glable dans une certaine plage, ce qui est utile pour r\u00e9aliser des trous de dimensions personnalis\u00e9es ou non standard sans avoir \u00e0 acheter un al\u00e9soir fixe d'un diam\u00e8tre sp\u00e9cifique. La plage de r\u00e9glage est limit\u00e9e et n\u00e9cessite un r\u00e9glage minutieux pour pr\u00e9server la circularit\u00e9.<\/p>\n\n\n\nAl\u00e9soirs en carbure<\/em> \u2014 Pour l'al\u00e9sage en s\u00e9rie de l'acier et de l'acier inoxydable, les al\u00e9soirs en carbure fonctionnent \u00e0 des vitesses plus \u00e9lev\u00e9es et offrent une dur\u00e9e de vie nettement plus longue que ceux en acier rapide (HSS). Leur co\u00fbt initial plus \u00e9lev\u00e9 est amorti par la r\u00e9duction de la fr\u00e9quence des changements d'outils lors des s\u00e9ries de production.<\/p>\n\n\n\n4. Tarauds et fraises \u00e0 fileter \u2014 R\u00e9alisation de filetages int\u00e9rieurs<\/h3>\n\n\n\n Les filetages int\u00e9rieurs des pi\u00e8ces usin\u00e9es par CNC sont r\u00e9alis\u00e9s \u00e0 l'aide de l'un des deux types d'outils suivants : les tarauds ou les fraises \u00e0 fileter. Chacun pr\u00e9sente des avantages sp\u00e9cifiques et convient \u00e0 des applications particuli\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n
Tarauds \u2014 Filetage en une seule passe :<\/strong><\/p>\n\n\n\nUn taraud est un outil tremp\u00e9 dont la g\u00e9om\u00e9trie est con\u00e7ue pour former un filetage et qui usine simultan\u00e9ment tous les flancs du filetage en un seul passage axial dans le trou. Les tarauds sont rapides, faciles \u00e0 utiliser et permettent d'obtenir des filetages r\u00e9guliers pour toutes les tailles de filetage standard.<\/p>\n\n\n\n
Tarauds \u00e0 pointe h\u00e9lico\u00efdale (tarauds \u00ab Gun \u00bb)<\/em> \u2014 faire avancer les copeaux vers l'avant \u00e0 travers le trou au fur et \u00e0 mesure de l'usinage. Convient aux trous traversants dans la plupart des mat\u00e9riaux. Il s'agit de la g\u00e9om\u00e9trie de taraud la plus couramment utilis\u00e9e en production.<\/p>\n\n\n\nTarauds \u00e0 rainure h\u00e9lico\u00efdale<\/em> \u2014 La g\u00e9om\u00e9trie en forme de fl\u00fbte permet d'\u00e9vacuer les copeaux hors du trou \u00e0 mesure que le taraud avance. Cette m\u00e9thode convient aux trous borgnes, dans lesquels les copeaux ne peuvent pas s'\u00e9chapper vers l'avant. Le taraudage d'un trou borgne avec un taraud \u00e0 pointe h\u00e9lico\u00efdale entra\u00eene l'accumulation des copeaux au fond du trou, ce qui finit par casser le taraud.<\/p>\n\n\n\nTarauds de formage (tarauds de formage \u00e0 froid)<\/em> \u2014 permettent de r\u00e9aliser des filetages sans coupe, en d\u00e9pla\u00e7ant simplement la mati\u00e8re pour former les flancs du filetage. Aucun copeau n\u2019est produit. Les tarauds de formage permettent d\u2019obtenir des filetages plus r\u00e9sistants (mati\u00e8re travaill\u00e9e \u00e0 froid) et \u00e9liminent les ruptures de taraud li\u00e9es aux copeaux dans les trous borgnes. Limit\u00e9 aux mat\u00e9riaux suffisamment ductiles pour \u00eatre form\u00e9s \u00e0 froid : aluminium, acier doux et laiton. Ne convient pas \u00e0 la fonte, aux aciers durs ou aux mat\u00e9riaux fragiles.<\/p>\n\n\n\nFraiseuses \u00e0 fileter \u2014 Fraisage orbital :<\/strong><\/p>\n\n\n\nUne fraise \u00e0 fileter est une fraise \u00e0 dents multiples qui r\u00e9alise des filets en suivant une trajectoire h\u00e9lico\u00efdale programm\u00e9e autour du p\u00e9rim\u00e8tre du trou. Parmi ses avantages par rapport au taraudage, on peut citer : un seul outil permet de r\u00e9aliser n'importe quel pas de filetage dans sa plage de tailles (ce qui r\u00e9duit les stocks), aucun risque de rupture catastrophique du taraud dans les mat\u00e9riaux durs ou difficiles \u00e0 usiner, et la possibilit\u00e9 de r\u00e9aliser \u00e0 la fois des filetages internes et externes avec le m\u00eame outil. Le fraisage de filets est plus lent que le taraudage, mais c\u2019est la m\u00e9thode privil\u00e9gi\u00e9e pour les mat\u00e9riaux durs (sup\u00e9rieurs \u00e0 45 HRC), les grands diam\u00e8tres de filets pour lesquels les forces de taraudage seraient excessives, et les applications o\u00f9 un taraud cass\u00e9 coinc\u00e9 dans une pi\u00e8ce de grande valeur entra\u00eenerait une perte importante.<\/p>\n\n\n\n
5. Fraises \u00e0 surfacer \u2014 Usinage de surfaces planes \u00e0 haut rendement<\/h3>\n\n\n\n Les fraises \u00e0 face sont des outils de grande taille, \u00e0 plusieurs plaquettes, con\u00e7us pour l'usinage de surfaces planes \u00e0 des d\u00e9bits d'enl\u00e8vement de mati\u00e8re \u00e9lev\u00e9s. Contrairement aux fraises en bout, qui sont des outils monoblocs, les fraises \u00e0 face utilisent des plaquettes amovibles en carbure qui peuvent \u00eatre pivot\u00e9es ou remplac\u00e9es individuellement lorsqu'elles sont us\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
L'avantage op\u00e9rationnel du fraisage frontal r\u00e9side dans la largeur de coupe : une fraise frontale de 100 mm couvre une largeur de surface de 100 mm par passe, contre 25 mm pour une fraise en bout de 25 mm. Pour les grandes surfaces planes \u2014 ch\u00e2ssis structurels, pr\u00e9paration de t\u00f4les, fonds de cavit\u00e9s de moules \u2014, le fraisage frontal est nettement plus rapide que le fraisage en bout sur une m\u00eame surface.<\/p>\n\n\n\n
G\u00e9om\u00e9trie de l'insert et formation des copeaux :<\/strong><\/p>\n\n\n\nL'angle d'avance des plaquettes de fraise \u00e0 face d\u00e9termine la formation des copeaux et le profil de la force de coupe axiale. Un angle d'h\u00e9lice de 90\u00b0 (fraise \u00e0 \u00e9paulement carr\u00e9) produit des copeaux d'\u00e9paisseur constante et g\u00e9n\u00e8re des forces axiales plus \u00e9lev\u00e9es. Une fraise \u00e0 angle d'h\u00e9lice de 45\u00b0 produit des copeaux plus fins pour une m\u00eame avance par dent, ce qui r\u00e9duit les forces de coupe et permet des vitesses d'avance plus \u00e9lev\u00e9es sur des montages moins rigides.<\/p>\n\n\n\n
Le rayon de la pointe influe sur l\u2019\u00e9tat de surface : un rayon de pointe plus important permet d\u2019obtenir une surface plus lisse \u00e0 des vitesses d\u2019avance \u00e9quivalentes, mais est plus sujet aux vibrations lors des coupes interrompues. Les fraises frontales \u00e0 pas fin et \u00e0 avance \u00e9lev\u00e9e utilisent une g\u00e9om\u00e9trie positive agressive pour minimiser les forces de coupe \u00e0 des vitesses d\u2019avance tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9es, permettant ainsi un enl\u00e8vement de mati\u00e8re important malgr\u00e9 des profondeurs de coupe faibles.<\/p>\n\n\n\n
6. Outils de tournage et plaquettes de tour \u2014 Usinage de pi\u00e8ces en rotation<\/h3>\n\n\n\n Les outils de tournage sont utilis\u00e9s sur les tours \u00e0 commande num\u00e9rique et les centres d'usinage de tournage-fraisage, o\u00f9 la pi\u00e8ce tourne tandis que l'outil de coupe se d\u00e9place le long d'axes contr\u00f4l\u00e9s. Le tournage permet de r\u00e9aliser des surfaces externes cylindriques, des al\u00e9sages, des filetages, des rainures et des contours profil\u00e9s sur des composants en rotation.<\/p>\n\n\n\n
Ins\u00e9rer la g\u00e9om\u00e9trie :<\/strong><\/p>\n\n\n\nLes plaquettes de tournage sont indexables : lorsqu'une ar\u00eate de coupe s'\u00e9mousse, la plaquette est pivot\u00e9e pour exposer une ar\u00eate neuve, puis remplac\u00e9e dans son int\u00e9gralit\u00e9 lorsque toutes les ar\u00eates ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9es. Les formes standard des plaquettes (triangulaire, carr\u00e9e, en losange, ronde, trigonale) sont d\u00e9sign\u00e9es par des codes normalis\u00e9s ISO qui pr\u00e9cisent la forme, l\u2019angle de d\u00e9pouille, la tol\u00e9rance, le brise-copeaux, la taille et l\u2019\u00e9paisseur.<\/p>\n\n\n\n
La g\u00e9om\u00e9trie du brise-copeaux d'une plaquette de tournage est essentielle pour le contr\u00f4le des copeaux. Les copeaux longs et filandreux g\u00e9n\u00e9r\u00e9s lors du tournage peuvent endommager la pi\u00e8ce, provoquer la rupture de l'outil et pr\u00e9senter des risques pour la s\u00e9curit\u00e9 de l'op\u00e9rateur. Les brise-copeaux des plaquettes modernes int\u00e8grent des caract\u00e9ristiques de surface soigneusement con\u00e7ues pour enrouler et briser les copeaux en morceaux de longueur g\u00e9rable, en fonction de combinaisons sp\u00e9cifiques d'avance et de profondeur de coupe.<\/p>\n\n\n\n
S\u00e9lection du rayon de la pointe de l'outil :<\/strong><\/p>\n\n\n\nUn rayon de pointe plus grand permet d'obtenir un meilleur \u00e9tat de surface \u00e0 des vitesses d'avance identiques, mais augmente les forces de coupe radiales et est plus susceptible de provoquer des vibrations sur des montages souples ou des pi\u00e8ces \u00e0 parois minces. Un rayon de pointe plus petit entra\u00eene une rugosit\u00e9 de surface plus \u00e9lev\u00e9e \u00e0 des vitesses d'avance \u00e9quivalentes, mais exerce une force radiale moindre. La pratique courante consiste \u00e0 choisir le rayon de pointe le plus grand que la rigidit\u00e9 de la pi\u00e8ce permet.<\/p>\n\n\n\n
7. Barres d'al\u00e9sage \u2014 Usinage de pr\u00e9cision du diam\u00e8tre int\u00e9rieur<\/h3>\n\n\n\n Les barres d'al\u00e9sage p\u00e9n\u00e8trent dans le diam\u00e8tre int\u00e9rieur d'un al\u00e9sage existant et enl\u00e8vent de la mati\u00e8re sur la paroi de celui-ci afin d'obtenir un diam\u00e8tre, une rectitude et un \u00e9tat de surface pr\u00e9cis. Elles sont utilis\u00e9es lorsque le per\u00e7age ou l'al\u00e9sage ne permettent pas d'atteindre la pr\u00e9cision requise (g\u00e9n\u00e9ralement en raison du diam\u00e8tre, du rapport longueur\/diam\u00e8tre ou des exigences de tol\u00e9rance) et lorsque l'al\u00e9sage existe d\u00e9j\u00e0, qu'il provienne d'une pi\u00e8ce moul\u00e9e, forg\u00e9e ou d'un per\u00e7age ant\u00e9rieur.<\/p>\n\n\n\n
Le d\u00e9fi du rapport L\/D :<\/strong><\/p>\n\n\n\nLe principal d\u00e9fi technique li\u00e9 aux barres d'al\u00e9sage r\u00e9side dans le rapport longueur\/diam\u00e8tre (L\/D) de la barre. Une barre d'al\u00e9sage est essentiellement une poutre en porte-\u00e0-faux : la plaquette de coupe se trouve \u00e0 une extr\u00e9mit\u00e9 et le porte-outil \u00e0 l'autre. \u00c0 mesure que le rapport L\/D augmente, la d\u00e9viation statique sous l'effet des forces de coupe et la tendance aux vibrations dynamiques (vibrations) augmentent rapidement.<\/p>\n\n\n\n
Les barres d'al\u00e9sage standard en carbure monobloc peuvent \u00eatre utilis\u00e9es de mani\u00e8re pratique jusqu'\u00e0 un rapport L\/D d'environ 4:1 sans mesures particuli\u00e8res. Au-del\u00e0 de cette limite, les barres d'al\u00e9sage amortissant les vibrations \u2014 qui int\u00e8grent un amortisseur \u00e0 masse accord\u00e9e \u00e0 l'int\u00e9rieur du corps de la barre afin d'absorber l'\u00e9nergie vibratoire \u2014 permettent d'atteindre des rapports L\/D de 8:1 \u00e0 14:1, en fonction de la conception sp\u00e9cifique de l'outil. Ces barres anti-vibrations sont indispensables pour l'al\u00e9sage profond de blocs-moteurs, de collecteurs hydrauliques et de composants similaires.<\/p>\n\n\n\n
8. Outils de tron\u00e7onnage \/ de s\u00e9paration \u2014 S\u00e9paration des pi\u00e8ces<\/h3>\n\n\n\n Les outils de s\u00e9paration (\u00e9galement appel\u00e9s outils de tron\u00e7onnage) sont des lames fines et \u00e9troites utilis\u00e9es sur les tours \u00e0 commande num\u00e9rique pour s\u00e9parer une pi\u00e8ce finie du reste de la barre. Ils s'enfoncent radialement dans la pi\u00e8ce en rotation jusqu'\u00e0 ce que celle-ci soit sectionn\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
La faible largeur de la lame minimise le gaspillage de mati\u00e8re \u00e0 chaque coupe, mais pose des d\u00e9fis techniques : la lame fine doit r\u00e9sister \u00e0 la flexion sous l'effet de la force de coupe radiale, l'\u00e9vacuation des copeaux dans la rainure \u00e9troite est difficile, et le coincement des copeaux entra\u00eene la rupture de l'outil. Les outils de tron\u00e7onnage modernes \u00e0 plaquettes rel\u00e8vent ces d\u00e9fis gr\u00e2ce \u00e0 des plaquettes brise-copeaux, \u00e0 un syst\u00e8me d\u2019arrosage traversant et \u00e0 des mat\u00e9riaux de lame optimis\u00e9s pour le mat\u00e9riau sp\u00e9cifique de la pi\u00e8ce \u00e0 usiner.<\/p>\n\n\n\n
La coupe de s\u00e9paration est l'une des op\u00e9rations les plus exigeantes sur un tour CNC, car elle combine une force radiale \u00e9lev\u00e9e exerc\u00e9e sur un outil \u00e9troit et une \u00e9vacuation difficile des copeaux. Une vitesse de rotation trop faible, une avance trop rapide ou un apport insuffisant de liquide de refroidissement sont les principales causes de d\u00e9faillance de l'outil de coupe de s\u00e9paration.<\/p>\n\n\n\n
9. Outils de moletage \u2014 Texturation de surface<\/h3>\n\n\n\n Les outils de moletage pressent des rouleaux tremp\u00e9s contre une pi\u00e8ce cylindrique en rotation afin de d\u00e9former plastiquement la surface et de lui conf\u00e9rer un motif r\u00e9gulier. Cette op\u00e9ration n'enl\u00e8ve pas de mati\u00e8re : elle la d\u00e9place, formant ainsi des cr\u00eates \u00e0 la surface. Le moletage remplit deux fonctions : am\u00e9liorer la prise en main des composants manuels (vis \u00e0 molette, boutons de r\u00e9glage, corps de stylo) et augmenter l\u00e9g\u00e8rement le diam\u00e8tre ext\u00e9rieur d'un arbre pour permettre un ajustement serr\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
Les motifs en losange (hachur\u00e9s) et en lignes droites sont les plus courants. Le pas du motif est d\u00e9termin\u00e9 par les caract\u00e9ristiques de la molette de moletage et doit \u00eatre un multiple exact de la circonf\u00e9rence de la pi\u00e8ce afin d'obtenir un motif r\u00e9gulier, sans artefacts de jonction au point de r\u00e9p\u00e9tition du motif.<\/p>\n\n\n\n
Mat\u00e9riaux de support des outils : adapter la duret\u00e9 \u00e0 l'application<\/h2>\n\n\n\n Le mat\u00e9riau du substrat d\u00e9termine la duret\u00e9, la t\u00e9nacit\u00e9 et la r\u00e9sistance thermique fondamentales de l'outil. Un rev\u00eatement est appliqu\u00e9 sur le substrat : celui-ci modifie les propri\u00e9t\u00e9s de surface, mais ne peut pas compenser un mauvais choix de substrat.<\/p>\n\n\n\nSubstrat<\/th> Duret\u00e9 (\u00e9quivalent HRC)<\/th> R\u00e9sistance<\/th> Temp\u00e9rature maximale de fonctionnement<\/th> Meilleure candidature<\/th><\/tr><\/thead> Acier rapide (HSS)<\/td> ~65 HRC<\/td> Tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9<\/td> ~600 \u00b0C<\/td> Coupes \u00e0 faible vitesse et intermittentes, usinage manuel<\/td><\/tr> HSS-Co (HSS au cobalt)<\/td> ~67 HRC<\/td> \u00c9lev\u00e9<\/td> ~650 \u00b0C<\/td> Acier inoxydable, alliages r\u00e9sistants \u00e0 vitesse mod\u00e9r\u00e9e<\/td><\/tr> Carbure de tungst\u00e8ne (WC-Co)<\/td> ~90 HRA<\/td> Moyen<\/td> environ 900 \u00b0C<\/td> Usinage de s\u00e9rie de la plupart des m\u00e9taux<\/td><\/tr> Cermet (TiC-Ni)<\/td> ~92 HRA<\/td> Moyen-faible<\/td> environ 1 000 \u00b0C<\/td> Finition de l'acier \u00e0 grande vitesse, surface miroir<\/td><\/tr> C\u00e9ramique (Al\u2082O\u2083 \/ Si\u2083N\u2084)<\/td> ~94 HRA<\/td> Faible<\/td> environ 1 200 \u00b0C<\/td> Fonte \u00e0 haute vitesse, acier tremp\u00e9 (\u00e0 sec)<\/td><\/tr> Nitrure de bore cubique (CBN)<\/td> environ 4 500 HV<\/td> Faible<\/td> environ 1 400 \u00b0C<\/td> Acier tremp\u00e9 (> 45 HRC), superalliages<\/td><\/tr> Diamant polycristallin (PCD)<\/td> environ 7 000 HV<\/td> Tr\u00e8s faible<\/td> ~600 \u00b0C<\/td> M\u00e9taux non ferreux : aluminium, cuivre, composites, plastiques<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nLogique de s\u00e9lection :<\/strong><\/p>\n\n\n\nLes outils en acier rapide (HSS) constituent le choix \u00e9conomique pour les travaux \u00e0 faible volume, les coupes interrompues o\u00f9 la fragilit\u00e9 du carbure entra\u00eenerait des \u00e9br\u00e9chures, ainsi que pour les op\u00e9rations \u00e0 faibles vitesses de coupe o\u00f9 l'avantage thermique du carbure n'est pas exploit\u00e9. Le co\u00fbt r\u00e9duit de ces outils justifie le recours \u00e0 l'acier rapide (HSS) dans les applications appropri\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n
Le carbure de tungst\u00e8ne est la norme de r\u00e9f\u00e9rence pour la plupart des op\u00e9rations d'usinage CNC. Sa duret\u00e9 permet d'atteindre des vitesses de coupe 3 \u00e0 5 fois sup\u00e9rieures \u00e0 celles de l'acier rapide (HSS), et sa r\u00e9sistance \u00e0 l'usure prolonge consid\u00e9rablement la dur\u00e9e de vie des outils. Les outils en carbure sont disponibles dans une gamme de nuances qui offrent un compromis entre duret\u00e9 et t\u00e9nacit\u00e9 : des nuances \u00e0 grain fin et plus dures pour les op\u00e9rations de finition sur des mat\u00e9riaux durs ; des nuances \u00e0 grain plus grossier et plus r\u00e9sistantes pour les coupes en intermittence et l'\u00e9bauche.<\/p>\n\n\n\n
Le CBN et le PCD sont des substrats sp\u00e9cialis\u00e9s destin\u00e9s \u00e0 des applications sp\u00e9cifiques de haute performance. Le CBN est le seul mat\u00e9riau viable pour l'usinage \u00e0 sec de l'acier tremp\u00e9 \u00e0 plus de 45 HRC : les outils en c\u00e9ramique se brisent lors de coupes en dents de scie dans l'acier tremp\u00e9, et le carbure s'use trop rapidement. Le PCD est la r\u00e9f\u00e9rence pour l\u2019usinage des alliages d\u2019aluminium contenant du silicium (blocs-moteurs automobiles, pistons), o\u00f9 la teneur en silicium d\u00e9truit rapidement les outils en carbure, ainsi que pour les composites en fibre de carbone, o\u00f9 la fibre abrasive d\u00e9truit les outils conventionnels.<\/p>\n\n\n\n
Rev\u00eatements d'outils : fonction de chaque rev\u00eatement et quand l'utiliser<\/h2>\n\n\n\n Les rev\u00eatements sont d\u00e9pos\u00e9s par des proc\u00e9d\u00e9s de PVD (d\u00e9p\u00f4t physique en phase vapeur) ou de CVD (d\u00e9p\u00f4t chimique en phase vapeur) sous forme de couches d'une \u00e9paisseur comprise entre 2 et 10 \u00b5m \u00e0 la surface de l'outil. Ils ne modifient pas de mani\u00e8re significative la g\u00e9om\u00e9trie de l'outil, mais alt\u00e8rent la duret\u00e9 de surface, le coefficient de frottement, la r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation et les propri\u00e9t\u00e9s de barri\u00e8re thermique.<\/p>\n\n\n\n
TiN (nitrure de titane) \u2014 Le rev\u00eatement de base<\/h3>\n\n\n\n Le rev\u00eatement TiN de couleur dor\u00e9e a \u00e9t\u00e9 le premier rev\u00eatement d'outil PVD \u00e0 conna\u00eetre un succ\u00e8s commercial et reste largement utilis\u00e9. Il augmente la duret\u00e9 de surface \u00e0 environ 2 300 HV (contre 1 600 HV pour le carbure non rev\u00eatu) et r\u00e9duit le coefficient de frottement sur l'acier d'environ 0,6 (sans rev\u00eatement) \u00e0 0,4.<\/p>\n\n\n\n
Le TiN convient \u00e0 l'usinage g\u00e9n\u00e9ral des aciers doux, des alliages d'aluminium et des plastiques techniques \u00e0 des vitesses de coupe mod\u00e9r\u00e9es. Il commence \u00e0 s'oxyder au-del\u00e0 d'environ 600 \u00b0C, ce qui limite son int\u00e9r\u00eat pour l'usinage \u00e0 grande vitesse, o\u00f9 les temp\u00e9ratures de l'outil d\u00e9passent ce seuil. Pour l'usinage \u00e0 grande vitesse de l'acier inoxydable, du titane ou de l'acier tremp\u00e9, le TiN n'est pas suffisant : des rev\u00eatements r\u00e9sistants \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es sont n\u00e9cessaires.<\/p>\n\n\n\n
TiAlN (nitrure de titane et d'aluminium) \u2014 Performances \u00e0 haute temp\u00e9rature<\/h3>\n\n\n\n Le TiAlN forme, \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, une couche protectrice d\u2019oxyde d\u2019Al\u2082O\u2083 qui agit comme une barri\u00e8re thermique, permettant ainsi une coupe efficace \u00e0 des temp\u00e9ratures auxquelles le rev\u00eatement en TiN ne r\u00e9siste pas. Des temp\u00e9ratures de fonctionnement pouvant atteindre environ 900 \u00b0C sont envisageables. Le TiAlN est le rev\u00eatement le plus couramment utilis\u00e9 pour l'usinage \u00e0 sec ou quasi \u00e0 sec de l'acier inoxydable, du titane et des alliages de nickel \u00e0 des vitesses de coupe de production.<\/p>\n\n\n\n
Le pourcentage d'aluminium pr\u00e9sent dans les rev\u00eatements TiAlN influe consid\u00e9rablement sur leurs performances : une teneur plus \u00e9lev\u00e9e en aluminium (variante AlTiN avec une teneur en Al > 50 % atomique) offre une meilleure r\u00e9sistance \u00e0 l'oxydation \u00e0 haute temp\u00e9rature pour les coupes intermittentes et les mat\u00e9riaux tremp\u00e9s. Le TiAlN standard (rapport Ti:Al de 50:50) est quant \u00e0 lui plus adapt\u00e9 aux applications de coupe en continu.<\/p>\n\n\n\n
AlTiN (nitrure d'aluminium et de titane) \u2014 Acier tremp\u00e9 et coupes en intermittence<\/h3>\n\n\n\n Les rev\u00eatements AlTiN contiennent principalement de l'aluminium, ce qui permet d'obtenir un rev\u00eatement optimis\u00e9 pour les temp\u00e9ratures de coupe les plus \u00e9lev\u00e9es rencontr\u00e9es lors de l'usinage \u00e0 sec de l'acier tremp\u00e9 et des superalliages \u00e0 base de nickel. La duret\u00e9 du rev\u00eatement d\u00e9passe 3 000 HV et reste efficace jusqu'\u00e0 environ 1 000 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n
L'AlTiN est le rev\u00eatement adapt\u00e9 \u00e0 l'usinage de l'acier tremp\u00e9 (35 \u00e0 55 HRC), de l'Inconel, de l'Hastelloy et d'autres alliages r\u00e9sistants aux hautes temp\u00e9ratures, avec des param\u00e8tres de coupe agressifs. Il est moins adapt\u00e9 que le TiAlN aux applications \u00e0 basse temp\u00e9rature sur l'aluminium ou l'acier doux, o\u00f9 son coefficient de frottement plus \u00e9lev\u00e9 par rapport au DLC ou au ZrN le rend moins performant.<\/p>\n\n\n\n
DLC (carbone adamantin) \u2014 Faible frottement pour les mat\u00e9riaux non ferreux<\/h3>\n\n\n\n Les rev\u00eatements DLC offrent un coefficient de frottement exceptionnellement faible (0,1 \u00e0 0,15 par rapport \u00e0 l'acier, contre 0,4 pour le TiN) et une tr\u00e8s grande duret\u00e9 de surface (g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 2 500 et 4 000 HV). Ce faible coefficient de frottement rend le DLC id\u00e9al pour l\u2019usinage de mat\u00e9riaux sujets \u00e0 l\u2019accumulation de mati\u00e8re sur l\u2019ar\u00eate (BUE) \u2014 ph\u00e9nom\u00e8ne par lequel la mati\u00e8re de la pi\u00e8ce se soude \u00e0 l\u2019ar\u00eate de l\u2019outil, d\u00e9truisant ainsi l\u2019\u00e9tat de surface et acc\u00e9l\u00e9rant l\u2019usure de l\u2019outil.<\/p>\n\n\n\n
Les alliages d'aluminium, en particulier ceux \u00e0 forte teneur en silicium utilis\u00e9s dans le secteur automobile, constituent le principal domaine d'application du DLC. Le cuivre, le laiton, les plastiques et les mat\u00e9riaux composites b\u00e9n\u00e9ficient \u00e9galement du faible coefficient de frottement du DLC. Le DLC ne doit pas \u00eatre utilis\u00e9 sur des mat\u00e9riaux ferreux \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 des niveaux mod\u00e9r\u00e9s, car le carbone pr\u00e9sent dans le rev\u00eatement est soluble dans le fer \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, ce qui entra\u00eene une dissolution rapide du rev\u00eatement.<\/p>\n\n\n\n
ZrN (nitrure de zirconium) \u2014 Usinage de l'aluminium et des m\u00e9taux non ferreux<\/h3>\n\n\n\n Le ZrN est un rev\u00eatement de couleur or-argent pr\u00e9sentant un coefficient de frottement inf\u00e9rieur \u00e0 celui du TiN et une bonne stabilit\u00e9 chimique face \u00e0 l'adh\u00e9rence de l'aluminium. Il est utilis\u00e9 dans les applications o\u00f9 la r\u00e9activit\u00e9 du carbone du DLC avec certains mat\u00e9riaux pose probl\u00e8me ou lorsque le co\u00fbt moindre du Le choix entre le ZrN et le DLC est un facteur d\u00e9terminant<\/a>. En ce qui concerne l'usinage des m\u00e9taux non ferreux, les performances se situent g\u00e9n\u00e9ralement entre celles du TiN et celles du DLC.<\/p>\n\n\n\nCadre d\u00e9cisionnel pour le choix des outils<\/h2>\n\n\n\n Lorsque vous choisissez un outil de coupe pour une op\u00e9ration CNC sp\u00e9cifique, examinez ces quatre variables dans l'ordre suivant :<\/p>\n\n\n\n
\u00c9tape 1 \u2014 Identifier le type d'op\u00e9ration :<\/strong> \u00c0 quoi sert cet outil ? R\u00e9aliser une surface plane (fraise \u00e0 surfacer), percer un trou (foret), finir un trou (al\u00e9soir), r\u00e9aliser un filetage (taraud ou fraise \u00e0 fileter), usiner une poche (fraise \u00e0 queue), tourner un diam\u00e8tre ext\u00e9rieur (plaquette de tournage), al\u00e9ser un diam\u00e8tre int\u00e9rieur (barre d'al\u00e9sage) ? Le type d'op\u00e9ration d\u00e9finit la cat\u00e9gorie d'outil.<\/p>\n\n\n\n\u00c9tape 2 \u2014 Identifier le mat\u00e9riau de la pi\u00e8ce \u00e0 usiner :<\/strong> Le mat\u00e9riau d\u00e9termine les exigences en mati\u00e8re de substrat et de rev\u00eatement. Aluminium et m\u00e9taux non ferreux : substrat en carbure avec rev\u00eatement DLC ou ZrN, angle d'h\u00e9lice \u00e9lev\u00e9 pour l'aluminium, cannelures polies. Acier doux et aciers g\u00e9n\u00e9raux : substrat en carbure avec rev\u00eatement TiAlN, fraises \u00e0 queue \u00e0 4 cannelures pour la finition. Acier inoxydable : substrat en carbure avec rev\u00eatement TiAlN, vitesses de coupe r\u00e9duites, liquide de refroidissement \u00e0 haute pression. Acier tremp\u00e9 (> 45 HRC) : outils en CBN pour le tournage, carbure avec rev\u00eatement AlTiN pour le fraisage. Titane : substrat en carbure avec rev\u00eatement TiAlN, faibles vitesses de coupe, liquide de refroidissement agressif \u00e0 flux abondant.<\/p>\n\n\n\n\u00c9tape 3 \u2014 D\u00e9terminer les exigences g\u00e9om\u00e9triques :<\/strong> Quels \u00e9l\u00e9ments doivent \u00eatre usin\u00e9s ? Les rayons internes serr\u00e9s n\u00e9cessitent des outils de petit diam\u00e8tre. Les poches profondes n\u00e9cessitent des outils \u00e0 longue port\u00e9e. Le filetage des trous borgnes n\u00e9cessite des tarauds \u00e0 goujure h\u00e9lico\u00efdale. Les al\u00e9sages de pr\u00e9cision n\u00e9cessitent l'utilisation d'al\u00e9soirs apr\u00e8s le per\u00e7age. D\u00e9terminez si la g\u00e9om\u00e9trie n\u00e9cessite un outil sp\u00e9cialis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n\u00c9tape 4 \u2014 Choisissez le support et le rev\u00eatement adapt\u00e9s \u00e0 cette combinaison :<\/strong> Compte tenu du mat\u00e9riau et des conditions d'utilisation d\u00e9finis aux \u00e9tapes 1 \u00e0 3, choisissez parmi les options de substrat et de rev\u00eatement propos\u00e9es ci-dessus. Privil\u00e9giez les exigences en mati\u00e8re de vitesse de coupe : l'usinage de production \u00e0 grande vitesse n\u00e9cessite un carbure associ\u00e9 \u00e0 un rev\u00eatement adapt\u00e9 aux hautes temp\u00e9ratures ; les travaux de prototypage \u00e0 faible vitesse peuvent \u00eatre r\u00e9alis\u00e9s avec de l'acier rapide (HSS), dont le co\u00fbt est moins \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n\n\n\nUsure des outils de lecture : diagnostic des probl\u00e8mes \u00e0 partir du mode de d\u00e9faillance<\/h2>\n\n\n\n La mani\u00e8re dont un outil tombe en panne vous indique ce qui n'a pas fonctionn\u00e9 :<\/p>\n\n\n\n
Usure lat\u00e9rale (usure de l'uniforme au niveau de la face de d\u00e9blayage)<\/strong> \u2014 Usure progressive normale due \u00e0 l'abrasion. L'outil a atteint sa fin de vie. Allongez l'intervalle de remplacement de l'outil afin d'\u00e9viter que l'usure n'affecte l'\u00e9tat de surface et les cotes.<\/p>\n\n\n\nUsure en forme de crat\u00e8re (creux sur la face de la fourche)<\/strong> \u2014 dissolution chimique du mat\u00e9riau de l'outil par les copeaux chauds. Ph\u00e9nom\u00e8ne courant lors de l'usinage de l'acier \u00e0 grande vitesse. Cela indique que la vitesse de coupe est trop \u00e9lev\u00e9e ou que le rev\u00eatement n'est pas adapt\u00e9 \u00e0 la temp\u00e9rature. R\u00e9duisez la vitesse de coupe ou optez pour un rev\u00eatement r\u00e9sistant \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es.<\/p>\n\n\n\nBord renforc\u00e9 (BUE)<\/strong> \u2014 Mat\u00e9riau de la pi\u00e8ce soud\u00e9 au tranchant. Ph\u00e9nom\u00e8ne courant avec l'aluminium et l'acier \u00e0 faible teneur en carbone \u00e0 faibles vitesses de coupe. L'\u00e9tat de surface se d\u00e9t\u00e9riore brusquement. Augmentez la vitesse de coupe, utilisez des outils rev\u00eatus de DLC ou \u00e0 cannelures polies, appliquez un fluide de coupe.<\/p>\n\n\n\n\u00c9br\u00e9chage (entaille au niveau de la ligne de profondeur de coupe)<\/strong> \u2014 Micro-fracture au niveau du tranchant. Elle est g\u00e9n\u00e9ralement due \u00e0 des coupes interrompues, lorsque l'outil p\u00e9n\u00e8tre et ressort du mat\u00e9riau \u00e0 plusieurs reprises (fraisage de rainures dans des mat\u00e9riaux durs). Cela indique que le substrat est trop fragile pour une coupe interrompue. Optez pour un carbure plus r\u00e9sistant ou r\u00e9duisez la profondeur de coupe.<\/p>\n\n\n\nFracture catastrophique<\/strong> \u2014 rupture soudaine de l'outil, g\u00e9n\u00e9ralement au niveau de la tige ou pr\u00e8s de la base de la goujure. Causes : forces de coupe excessives dues \u00e0 des param\u00e8tres trop agressifs, vibrations de broutage d\u00e9passant la r\u00e9sistance de l'outil, accumulation de copeaux (notamment lors du fraisage en bout de l'aluminium avec un d\u00e9gagement insuffisant au niveau de la goujure) ou d\u00e9faut pr\u00e9existant de l'outil. V\u00e9rifiez les param\u00e8tres de coupe, la rigidit\u00e9 du dispositif de serrage et l\u2019\u00e9vacuation des copeaux.<\/p>\n\n\n\nFoire aux questions<\/h2>\n\n\n\n Quelle est la diff\u00e9rence entre une fraise en bout et un foret ?<\/strong> Un foret est con\u00e7u pour l'usinage axial : il p\u00e9n\u00e8tre dans la pi\u00e8ce le long de son axe pour percer un trou. Une fraise en bout peut effectuer une coupe axiale (en plong\u00e9e), mais elle est principalement con\u00e7ue pour la coupe radiale, en se d\u00e9pla\u00e7ant perpendiculairement \u00e0 son axe pour usiner des rainures, des poches et des profils. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, les fraises en bout ne peuvent pas \u00eatre utilis\u00e9es comme des forets \u00e0 leur diam\u00e8tre maximal en une seule plong\u00e9e ; elles sont introduites dans le mat\u00e9riau en biais ou utilis\u00e9es apr\u00e8s qu\u2019un foret pilote a \u00e9tabli le centre.<\/p>\n\n\n\nDans quels cas dois-je utiliser des outils en carbure plut\u00f4t que des outils en acier rapide (HSS) ?<\/strong> Les outils en carbure sont indiqu\u00e9s lorsque les exigences en mati\u00e8re de vitesse de coupe, de dur\u00e9e de vie de l'outil ou d'\u00e9tat de surface d\u00e9passent ce que l'acier rapide (HSS) est capable d'offrir. Pour l\u2019usinage en s\u00e9rie de l\u2019acier, de l\u2019inox, de l\u2019aluminium et de la plupart des m\u00e9taux techniques sur des machines \u00e0 commande num\u00e9rique (CNC), le carbure est la norme. L\u2019acier rapide (HSS) conserve toutefois un avantage pour les op\u00e9rations d\u2019usinage manuelles, les coupes tr\u00e8s interrompues o\u00f9 la fragilit\u00e9 du carbure provoque des \u00e9br\u00e9chures, ainsi que pour les petites s\u00e9ries o\u00f9 le surco\u00fbt du carbure n\u2019est pas justifi\u00e9 par la quantit\u00e9 produite.<\/p>\n\n\n\nQuel rev\u00eatement est le mieux adapt\u00e9 \u00e0 l'usinage de l'aluminium ?<\/strong> Le DLC (carbone adamantin) est le rev\u00eatement de r\u00e9f\u00e9rence pour l'usinage de l'aluminium, car son faible coefficient de frottement (0,1\u20130,15) emp\u00eache l'aluminium de se souder au tranchant de l'outil (formation de d\u00e9p\u00f4ts). Le ZrN constitue une alternative moins co\u00fbteuse. Les rev\u00eatements standard TiN ou TiAlN pr\u00e9sentent un frottement plus \u00e9lev\u00e9 avec l'aluminium et entra\u00eenent davantage de probl\u00e8mes d'adh\u00e9rence au niveau de l'ar\u00eate de coupe.<\/p>\n\n\n\nComment savoir quand il faut remplacer un outil de coupe ?<\/strong> Les intervalles de changement d'outil planifi\u00e9s en fonction de la dur\u00e9e de coupe ou du nombre de pi\u00e8ces constituent l'approche la plus fiable en production. Parmi les premiers signes d'usure des outils, on peut citer : une augmentation du bruit de coupe (son plus aigu ou irr\u00e9gulier), un changement visible de l'\u00e9tat de surface ou de la couleur, un \u00e9cart dimensionnel au niveau des caract\u00e9ristiques mesur\u00e9es, ainsi qu'une augmentation de la charge de la broche affich\u00e9e sur le contr\u00f4leur de la machine. Continuer \u00e0 utiliser des outils jusqu'\u00e0 leur d\u00e9faillance catastrophique endommage les pi\u00e8ces et augmente les co\u00fbts ; leur remplacement planifi\u00e9 bien avant la fin de leur dur\u00e9e de vie est la norme en production.<\/p>\n\n\n\nQuelle est la diff\u00e9rence entre un taraud et une fraise \u00e0 fileter ?<\/strong> Un taraud usine simultan\u00e9ment tous les flancs du filetage en un seul passage axial, ce qui permet de r\u00e9aliser des filetages rapidement et simplement. Une fraise \u00e0 fileter se d\u00e9place selon une trajectoire orbitale h\u00e9lico\u00efdale pour r\u00e9aliser les filets un passage \u00e0 la fois, ce qui permet \u00e0 un seul outil de produire plusieurs tailles et pas de filetage. Le filetage par fraisage est plus lent mais offre un meilleur contr\u00f4le ; il convient aux mat\u00e9riaux durs o\u00f9 le risque de rupture du taraud est \u00e9lev\u00e9, et constitue la norme pour les filets de grand diam\u00e8tre o\u00f9 les efforts exerc\u00e9s par le taraud seraient excessifs.<\/p>\n\n\n\nPourquoi certains outils CNC ont-ils des angles d'h\u00e9lice variables ?<\/strong> Les fraises \u00e0 h\u00e9lice variable modifient l'angle des cannelures de mani\u00e8re continue sur toute la longueur de coupe. Cette variation modifie la fr\u00e9quence \u00e0 laquelle chaque cannelure entre en contact avec la pi\u00e8ce, perturbant ainsi la r\u00e9sonance harmonique \u00e0 l'origine des vibrations dans des conditions d'usinage difficiles. Les outils \u00e0 h\u00e9lice constante standard g\u00e9n\u00e8rent une fr\u00e9quence d\u2019engagement uniforme susceptible d\u2019entrer en r\u00e9sonance avec la fr\u00e9quence propre du syst\u00e8me machine-pi\u00e8ce. Les outils \u00e0 h\u00e9lice variable brisent ce sch\u00e9ma de r\u00e9sonance, permettant ainsi des coupes plus profondes et des vitesses d\u2019avance plus \u00e9lev\u00e9es sans les probl\u00e8mes de qualit\u00e9 de surface engendr\u00e9s par les vibrations.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"A CNC machine without cutting tooling is a motion controller. It can move its axes with sub-micron repeatability, execute complex 5-axis toolpaths, and apply programmed feed rates with perfect consistency \u2014 but without a cutting tool in the spindle, no material is removed and no part is produced. 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