Maîtriser l'instabilité lors du fraisage de profils

De nouvelles conceptions d'outils améliorent la fiabilité et la prévisibilité des processus

Le défi de la stabilité

L'instabilité lors du fraisage de profils se traduit rarement par des défaillances soudaines. Elle se traduit plus souvent par des vitesses d'avance réduites, des cycles sans surveillance plus courts et des paramètres de coupe prudents afin de protéger les pièces coûteuses. Dans les secteurs de l’aéronautique et de l’aérospatiale, de l’énergie et de la fabrication de moules, cela se fait particulièrement sentir avec des matériaux tels que le titane, l’acier inoxydable duplex et les superalliages résistants à la chaleur (HRSA). Les géométries complexes, les cavités profondes et les parois minces entraînent des conditions de contact variables et des températures élevées, ce qui rend l’usure et les vibrations difficiles à prévoir.

De légères variations de la charge d’usinage et des micro-mouvements au niveau du logement de la plaquette entraînent des différences d’épaisseur de copeaux et une usure inégale d’une dent à l’autre. Lorsque la confiance dans le processus diminue, les paramètres sont revus à la baisse, ce qui réduit le taux d’utilisation des plaquettes et des machines.

Équilibre des forces

La stabilité exige un contrôle de la direction et de la répartition des forces de coupe. Des forces radiales excessives amplifient les vibrations. En combinant intelligemment les géométries axiales et radiales, le bord de coupe reste stable, en particulier avec le titane et l’acier inoxydable. Une stratégie associant une avance élevée, une profondeur de coupe axiale faible et des plaquettes circulaires permet de limiter les forces radiales tout en maintenant un enlèvement de matière élevé, notamment dans le cas de cavités et de longues longueurs de saillie.

Conception axée sur la fiabilité du processus

Dans le développement des outils, l’accent n’est plus mis sur la charge maximale dans des conditions idéales, mais sur un comportement prévisible tout au long de la durée de vie. Sandvik Coromant répond à cette évolution avec la CoroMill MR20, une fraise à profiler et à surfacer dotée de plaquettes positives arrondies pour les matériaux ISO M, S et P.

Au cœur de cette fraise se trouve un logement de plaquette rigide doté d’une grande surface de contact qui limite la micromobilité, garantissant ainsi une épaisseur de copeaux constante et une répartition uniforme de la charge. Ce logement durable résiste aux contraintes répétées et empêche toute déformation du corps de la fraise, garantissant ainsi des performances constantes.

Des tolérances serrées et un nouveau système de contrôle dimensionnel favorisent une usure uniforme et prévisible sur toutes les arêtes de coupe. La plaquette circulaire à six arêtes de coupe et à noyau robuste supporte des charges variables sans perdre en stabilité au niveau des arêtes de coupe, ce qui permet des avances plus élevées. Un système de refroidissement intégré réduit la température dans la zone de coupe, ce qui permet au revêtement de rester intact plus longtemps lors de l'usinage du titane et des superalliages résistants à la chaleur (HRSA).

Avantages pour la production

Des performances stables et constantes permettent des avances plus élevées et soutenues, des cycles sans surveillance plus longs et un risque réduit d’interruptions du processus. Pour les composants de grande valeur, éviter les rebuts et les arrêts imprévus prime sur les gains de vitesse marginaux. Grâce à un processus stable, les opérations se déroulent comme prévu du début à la fin et l’efficacité globale s’en trouve améliorée.

Cet article s’appuie sur les analyses d’Alvaro Ruiz, spécialiste mondial des applications produits chez Sandvik Coromant.