Comprendre les vibrations et leur impact sur l’usinage
Les vibrations lors du fraisage de filetage constituent un problème important, car elles affectent la durée de vie de l’outil, la qualité du filetage et l’efficacité de la machine. Elles proviennent souvent de l’interaction entre l’outil et la matière : si l’arête de coupe entre dans la matière ou en sort au mauvais moment, des vibrations indésirables peuvent apparaître. La programmation de la machine joue également un rôle essentiel et peut réduire ces perturbations.
Cet article explique l’influence de la conception de l’outil sur les vibrations et indique comment programmer les opérations d’usinage afin d’obtenir un fraisage de filetage plus stable et plus efficace.
Comment la conception des outils impacte les vibrations
Afin d’obtenir un outil anti-vibration, il est important de maintenir une force de coupe et une charge d’outil constantes tout au long du processus.
SORTIE PRÉMATURÉE DE L’ARÊTE DE COUPE
Si l’arête de coupe sort trop tôt, la charge de l’outil devient irrégulière, provoquant ainsi des vibrations.
Cette fraise à fileter n’est pas anti-vibration
SORTIE TARDIVE DE L’ARÊTE DE COUPE
Si l’arête de coupe sort trop tard, la charge devient non seulement irrégulière, mais aussi très élevée, car les arêtes de coupe de deux goujures sont simultanément en prise.
Cette fraise à fileter n’est pas anti-vibration
SOLUTION
Afin d’obtenir un outil anti-vibration, l’arête de coupe ne doit pas quitter le matériau tant que celle de la cannelure suivante n’a pas commencé à pénétrer dans le matériau.
Cette fraise à fileter associe un angle d’hélice, un diamètre d’outil et un nombre de goujures optimaux afin d’assurer un usinage sans vibrations lorsque toute la longueur de coupe est utilisée.
Comment SmiCut conçoit des fraises à fileter anti-vibration
Les paramètres suivants déterminent si l’outil est en capacité de réaliser un usinage sans vibrations :
- Longueur du filetage : La longueur du filetage est difficile à modifier puisqu’elle est principalement déterminée par le dessin.
- Diamètre de l’outil : le diamètre de l’outil reste le même pour les filetages à gros pas, car ces outils sont conçus pour offrir une résistance maximale.
- Nombre de goujures : il est possible d’augmenter le nombre de goujures pour obtenir un usinage sans vibrations, mais certains matériaux peuvent alors présenter des difficultés d’évacuation des copeaux.
- Angle d’hélice de l’outil : l’angle d’hélice de l’outil peut varier légèrement. Notre expérience montre qu’un angle de 15° est optimal, mais que de bons résultats peuvent être obtenus entre 12° et 18°.
SmiCut a donc conçu des outils qui, dans les conditions appropriées, permettent un usinage sans vibrations lorsqu’ils sont utilisés pour la longueur de filetage prévue. Les outils destinés aux petites longueurs de filetage doivent comporter davantage de goujures.
| Longueur de filetage | Nouvelle conception | Conception conventionnelle | |
| 1,5xD | 5 goujures | 3 goujures | 2 goujures supplémentaires |
| 2xD | 4 goujures | 3 goujures | 1 goujure supplémentaire |
| 2,5xD | 3 goujures | 3 goujures | Identique à la conception précédente |
| 3xD | 3 goujures | 3 goujures | Identique à la conception précédente |
Un plus grand nombre de goujures réduit les vibrations et le temps d’usinage, tout en augmentant la durée de vie de l’outil et la rentabilité.
Réduire les vibrations à l’aide d’une programmation adéquate
En cas de vibrations, on augmente généralement le nombre de passes. Le filetage peut ainsi être réalisé en deux ou trois passes au lieu d’une seule.
La méthode la plus courante consiste à effectuer la première passe à un diamètre inférieur, puis à augmenter le diamètre jusqu’à la cote correcte lors de la dernière passe. Cette méthode produit une pénétration radiale et des copeaux difficiles à fragmenter, sans nécessairement réduire suffisamment les vibrations.
Pour éviter ce problème, il ne suffit pas de modifier le diamètre des passes supplémentaires : leur niveau axial (Z) doit également être modifié. Cette méthode produit une pénétration par le flanc, des copeaux faciles à fragmenter et moins de vibrations. Le logiciel SmiProg fournit les valeurs de pénétration correctes pour l’usinage multipasse.
Fraisage de filetage en trois passes. Utilisez une pénétration par le flanc pour réduire les vibrations. SmiProg fournit les données de pénétration par le flanc nécessaires à la réalisation du filetage en plusieurs passes.
