I. Principes et facteurs d'influence du fraisage en avalant et du fraisage conventionnel dans les fraiseuses CNC
(A) Principes et influences connexes du fraisage par ascension
Lors de l'usinage d'une fraiseuse CNC, le fraisage en avalant est une méthode de fraisage spécifique. Lorsque le sens de rotation de la pièce en contact avec la fraise coïncide avec le sens d'avance de la pièce, on parle de fraisage en avalant. Cette méthode de fraisage est étroitement liée aux caractéristiques mécaniques de la fraiseuse, notamment au jeu entre l'écrou et la vis. En effet, la force de fraisage horizontale changeant et le jeu entre la vis et l'écrou entraînent des mouvements de la table et de la vis. Ce mouvement périodique constitue un problème majeur du fraisage en avalant, rendant le mouvement de la table extrêmement instable. Les dommages causés à l'outil de coupe par ce mouvement instable sont évidents et peuvent facilement endommager les dents de l'outil.
Lors de l'usinage d'une fraiseuse CNC, le fraisage en avalant est une méthode de fraisage spécifique. Lorsque le sens de rotation de la pièce en contact avec la fraise coïncide avec le sens d'avance de la pièce, on parle de fraisage en avalant. Cette méthode de fraisage est étroitement liée aux caractéristiques mécaniques de la fraiseuse, notamment au jeu entre l'écrou et la vis. En effet, la force de fraisage horizontale changeant et le jeu entre la vis et l'écrou entraînent des mouvements de la table et de la vis. Ce mouvement périodique constitue un problème majeur du fraisage en avalant, rendant le mouvement de la table extrêmement instable. Les dommages causés à l'outil de coupe par ce mouvement instable sont évidents et peuvent facilement endommager les dents de l'outil.
Cependant, le fraisage en avalant présente également des avantages uniques. La force de la composante verticale du fraisage lors du fraisage en avalant exerce une pression sur la pièce à usiner. Dans ce cas, les phénomènes de glissement et de frottement entre les dents de l'outil de coupe et la surface usinée sont relativement faibles, ce qui est essentiel pour le processus d'usinage. Premièrement, il est avantageux de réduire l'usure des dents de l'outil de coupe. Cette réduction permet d'allonger sa durée de vie et de réduire les coûts d'usinage. Deuxièmement, ce frottement relativement faible peut réduire le phénomène d'écrouissage. L'écrouissage augmente la dureté de la pièce, ce qui nuit aux processus d'usinage ultérieurs. Réduire l'écrouissage contribue à garantir la qualité d'usinage de la pièce. De plus, le fraisage en avalant permet de réduire la rugosité de surface, rendant la surface de la pièce usinée plus lisse, ce qui est très avantageux pour l'usinage de pièces exigeantes en termes de qualité de surface.
Il convient de noter que l'application du fraisage en avalant présente certaines limites. Lorsque le jeu entre la vis et l'écrou de la table de travail peut être réglé à moins de 0,03 mm, les avantages du fraisage en avalant sont mieux exploités, car le problème de mouvement est alors efficacement maîtrisé. De plus, le fraisage en avalant est également une meilleure option pour le fraisage de pièces fines et longues. Ces pièces nécessitent des conditions d'usinage plus stables. La force de la composante verticale du fraisage en avalant contribue à fixer la pièce et à réduire les problèmes tels que la déformation pendant l'usinage.
(B) Principes et influences connexes de la mouture conventionnelle
Le fraisage conventionnel est l'inverse du fraisage en avalant. Lorsque le sens de rotation de la pièce en contact avec la fraise diffère de l'avance de la pièce, on parle de fraisage conventionnel. Lors du fraisage conventionnel, la force exercée par la composante verticale du fraisage soulève la pièce, ce qui augmente la distance de glissement entre les dents de l'outil de coupe et la surface usinée, ainsi que le frottement. Ce frottement relativement important engendre divers problèmes, tels qu'une usure accrue de l'outil de coupe et un écrouissage plus important de la surface usinée. L'écrouissage de la surface usinée augmente la dureté de la surface, réduit la ténacité du matériau et peut affecter la précision et la qualité de surface des usinages ultérieurs.
Le fraisage conventionnel est l'inverse du fraisage en avalant. Lorsque le sens de rotation de la pièce en contact avec la fraise diffère de l'avance de la pièce, on parle de fraisage conventionnel. Lors du fraisage conventionnel, la force exercée par la composante verticale du fraisage soulève la pièce, ce qui augmente la distance de glissement entre les dents de l'outil de coupe et la surface usinée, ainsi que le frottement. Ce frottement relativement important engendre divers problèmes, tels qu'une usure accrue de l'outil de coupe et un écrouissage plus important de la surface usinée. L'écrouissage de la surface usinée augmente la dureté de la surface, réduit la ténacité du matériau et peut affecter la précision et la qualité de surface des usinages ultérieurs.
Cependant, le fraisage conventionnel présente également des avantages. La direction de la force de fraisage horizontale est opposée à celle de l'avance de la pièce. Cette caractéristique permet un ajustement serré de la vis et de l'écrou. Dans ce cas, le mouvement de la table de travail est relativement stable. Lors du fraisage de pièces de dureté inégale, telles que les pièces moulées et forgées, présentant des dépôts de surface et d'autres situations complexes, la stabilité du fraisage conventionnel permet de réduire l'usure des dents de l'outil de coupe. En effet, lors de l'usinage de telles pièces, l'outil de coupe doit supporter des efforts de coupe relativement importants et des conditions de coupe complexes. Un mouvement instable de la table de travail aggrave les dommages causés à l'outil de coupe, et le fraisage conventionnel peut remédier à ce problème dans une certaine mesure.
II. Analyse détaillée des caractéristiques du fraisage en avalant et du fraisage conventionnel sur les fraiseuses CNC
(A) Analyse approfondie des caractéristiques du fraisage en montée
- Modifications de l'épaisseur de coupe et du processus de coupe
Lors du fraisage en avalant, l'épaisseur de coupe de chaque dent de l'outil de coupe augmente progressivement. Lorsque la dent entre en contact avec la pièce, l'épaisseur de coupe est nulle. Cela signifie que la dent glisse sur la surface de coupe laissée par la dent précédente au début de la coupe. Ce n'est que lorsque la dent glisse sur cette surface et que l'épaisseur de coupe atteint une certaine valeur que la dent commence réellement à couper. Ce mode de variation de l'épaisseur de coupe est sensiblement différent de celui du fraisage conventionnel. Dans les mêmes conditions de coupe, cette méthode de démarrage unique a un impact important sur l'usure de l'outil de coupe. Comme la dent de l'outil de coupe glisse avant le début de la coupe, l'impact sur l'arête de coupe est relativement faible, ce qui contribue à la protection de l'outil de coupe. - Trajectoire de coupe et usure de l'outil
Comparé au fraisage conventionnel, le trajet parcouru par les dents de l'outil de coupe sur la pièce lors du fraisage en avalant est plus court. En effet, ce procédé rend le contact entre l'outil et la pièce plus direct. Dans ces conditions, à conditions de coupe égales, l'usure de l'outil est relativement faible. Cependant, il convient de noter que le fraisage en avalant ne convient pas à toutes les pièces. Comme les dents de l'outil de coupe commencent à couper à partir de la surface de la pièce, le fraisage en avalant n'est pas adapté en cas de peau dure, comme c'est le cas pour certaines pièces après moulage ou forgeage sans traitement. La dureté de cette peau dure impacte fortement les dents de l'outil de coupe, accélère son usure et peut même l'endommager. - Déformation de coupe et consommation d'énergie
L'épaisseur de coupe moyenne lors du fraisage en avalant est importante, ce qui réduit considérablement la déformation de coupe. Cette faible déformation permet une répartition plus uniforme des contraintes et des déformations sur la pièce pendant l'usinage, réduisant ainsi les problèmes d'usinage dus à la concentration locale des contraintes. Par ailleurs, la consommation d'énergie du fraisage en avalant est moindre que celle du fraisage conventionnel. En effet, la répartition de l'effort de coupe entre l'outil et la pièce est plus rationnelle, ce qui réduit les pertes d'énergie inutiles et améliore l'efficacité de l'usinage. Dans les environnements de production ou d'usinage à grande échelle exigeant une consommation d'énergie élevée, cette caractéristique du fraisage en avalant revêt une importance économique considérable.
(B) Analyse approfondie des caractéristiques du broyage conventionnel
- Stabilité du mouvement de la table de travail
Lors du fraisage conventionnel, la direction de la force de coupe horizontale exercée par la fraise sur la pièce étant opposée à celle de l'avance, la vis et l'écrou de la table de travail maintiennent toujours un côté du filetage en contact étroit. Cette caractéristique assure la stabilité relative du mouvement de la table. Pendant l'usinage, la stabilité du mouvement de la table est un facteur clé de la précision d'usinage. Contrairement au fraisage en avalant, la direction de la force de coupe horizontale étant identique à celle de l'avance, lorsque la force exercée par les dents de l'outil de coupe sur la pièce est relativement importante, le jeu entre la vis et l'écrou de la table de travail provoque des mouvements de va-et-vient de la table. Ce mouvement perturbe non seulement la stabilité de la coupe, affecte la qualité d'usinage de la pièce et peut également endommager gravement l'outil de coupe. Par conséquent, dans certains scénarios d'usinage exigeant une précision d'usinage élevée et des exigences strictes en matière de protection de l'outil, la stabilité du fraisage conventionnel en fait un choix plus judicieux. - Qualité de la surface usinée
Lors du fraisage conventionnel, le frottement entre les dents de l'outil de coupe et la pièce est relativement important, ce qui constitue une caractéristique importante du fraisage conventionnel. Ce frottement important aggrave le phénomène d'écrouissage de la surface usinée. Cet écrouissage augmente la dureté de la surface, réduit la ténacité du matériau et peut affecter la précision et la qualité de surface des usinages ultérieurs. Par exemple, pour l'usinage de certaines pièces nécessitant une rectification ou un assemblage de haute précision, la surface durcie à froid après fraisage conventionnel peut nécessiter des traitements supplémentaires pour éliminer la couche durcie à froid et répondre aux exigences d'usinage. Cependant, dans certains cas spécifiques, comme lorsqu'une certaine dureté de surface de la pièce est requise ou que l'usinage ultérieur n'est pas sensible à la couche durcie à froid, cette caractéristique du fraisage conventionnel peut également être utilisée.
III. Stratégies de sélection du fraisage en avalant et du fraisage conventionnel dans l'usinage réel
Lors de l'usinage sur fraiseuse CNC, le choix entre le fraisage en avalant et le fraisage conventionnel doit prendre en compte de nombreux facteurs. Tout d'abord, les caractéristiques du matériau de la pièce doivent être prises en compte. Si la dureté du matériau est relativement élevée et que sa surface présente une couche dure, comme dans le cas de certaines pièces moulées et forgées, le fraisage conventionnel peut être un meilleur choix, car il permet de réduire l'usure de l'outil de coupe et d'assurer la stabilité du processus d'usinage. En revanche, si la dureté du matériau est uniforme et que la qualité de surface est élevée, comme pour l'usinage de certaines pièces mécaniques de précision, le fraisage en avalant présente davantage d'avantages. Il permet de réduire efficacement la rugosité et d'améliorer la qualité de surface de la pièce.
Lors de l'usinage sur fraiseuse CNC, le choix entre le fraisage en avalant et le fraisage conventionnel doit prendre en compte de nombreux facteurs. Tout d'abord, les caractéristiques du matériau de la pièce doivent être prises en compte. Si la dureté du matériau est relativement élevée et que sa surface présente une couche dure, comme dans le cas de certaines pièces moulées et forgées, le fraisage conventionnel peut être un meilleur choix, car il permet de réduire l'usure de l'outil de coupe et d'assurer la stabilité du processus d'usinage. En revanche, si la dureté du matériau est uniforme et que la qualité de surface est élevée, comme pour l'usinage de certaines pièces mécaniques de précision, le fraisage en avalant présente davantage d'avantages. Il permet de réduire efficacement la rugosité et d'améliorer la qualité de surface de la pièce.
La forme et la taille de la pièce sont également des facteurs importants à prendre en compte. Pour les pièces fines et longues, le fraisage en avalant permet de réduire la déformation de la pièce pendant l'usinage, car la force verticale du fraisage en avalant permet de mieux plaquer la pièce sur la table. Pour certaines pièces de formes complexes et de grandes dimensions, il est nécessaire de prendre en compte la stabilité du mouvement de la table et l'usure de l'outil de coupe. Si la stabilité du mouvement de la table est relativement importante pendant l'usinage, le fraisage conventionnel peut être plus approprié. Si l'on accorde plus d'importance à la réduction de l'usure de l'outil de coupe et à l'amélioration de l'efficacité d'usinage, et dans des conditions répondant aux exigences d'usinage, le fraisage en avalant peut être envisagé.
De plus, les performances mécaniques de la fraiseuse influencent également le choix du fraisage en avalant ou conventionnel. Si le jeu entre la vis et l'écrou de la fraiseuse peut être réglé avec précision à une valeur relativement faible, par exemple inférieure à 0,03 mm, les avantages du fraisage en avalant sont mieux exploités. Cependant, si la précision mécanique de la fraiseuse est limitée et que le problème de jeu ne peut être efficacement maîtrisé, le fraisage conventionnel peut s'avérer un choix plus sûr pour éviter les problèmes de qualité d'usinage et les dommages aux outils causés par le mouvement de la table. En conclusion, pour l'usinage sur fraiseuse CNC, la méthode de fraisage appropriée (fraisage en avalant ou conventionnel) doit être choisie judicieusement en fonction des exigences d'usinage spécifiques et des conditions de l'équipement afin d'obtenir un résultat optimal.