En cours de Pièces d'usinage de machines-outils CNCLe choix des outils CNC est essentiel au processus d'usinage. Il est essentiel à la fabrication des pièces. Choisir le bon outil n'influence pas seulement la vitesse d'usinage. Choisir le bon outil CNC réduit la déformation des pièces. De plus, il améliore la qualité de fabrication et accélère l'usinage. Un outil CNC adapté augmente également la productivité et prolonge la durée de vie des outils et des équipements. Il réduit le nombre de changements d'outils et améliore l'efficacité et la précision des machines CNC. Cela renforce la compétitivité des produits de l'entreprise et assure une croissance durable. Dans la section suivante, Yonglihao Machinery vous montrera comment choisir le bon outil pour votre machine-outil CNC.
Table des matières
Pourquoi est-il important de choisir le bon outil de découpe CNC ?
Choisir le bon outil de coupe est un élément important de l'usinage CNC. Chaque outil a des fonctions et des formes complexes. Pour obtenir les meilleurs résultats, il est essentiel de choisir le bon outil. Utiliser la bonne machine optimise le travail et permet de gagner du temps. Usiner une pièce avec le bon outil contribue également à garantir sa finition et à réduire son usure.
Vous devrez peut-être vous assurer que les éléments de conception ajoutés à la pièce sont réalisés avec des outils de tailles standard. Par exemple, pour la conception de trous dans une pièce, assurez-vous d'utiliser un foret largement disponible et de taille standard, et non un foret trop petit ou trop grand.
Il est également utile d'utiliser des trous de même taille, autant que possible, afin de garantir l'homogénéité des caractéristiques de conception. Plus important encore, si l'on sait utiliser les outils courants, le concepteur sera en mesure de bien planifier la géométrie de la pièce usinée.
Outils de coupe standard pour machines-outils CNC
Il existe de nombreux types de machines-outils CNC, chacune possédant ses propres fonctions et caractéristiques. Nous présentons ci-dessous les outils de coupe standard pour machines-outils CNC :
Outils de fraisage CNC
En fraisage CNC, ces outils sont utilisés pour fabriquer de nombreuses pièces différentes. On les appelle aussi outils de coupe CNC. Ils sont très précis et exacts. Voici quelques exemples d'outils de coupe CNC courants :
Fraises
Les fraises sont des outils couramment utilisés en fraisage CNC. Ces outils de coupe CNC peuvent être utilisés à diverses fins, à l'instar d'une perceuse. Elles permettent de percer des trous dans des matériaux afin d'usiner des pièces sans trous. Il existe de nombreux types de fraises, chacun doté d'un nombre différent de pointes ou de goujures.
Scies à refendre
Une scie à refendre est un outil de coupe CNC qui ressemble à un cercle plat avec un trou au centre et des dents à l'extérieur. On l'utilise parfois avec un mandrin, aussi appelé scie à onglet. Les scies à refendre permettent de couper davantage de matière dans un cercle plus petit, ce qui est utile pour des tâches telles que le tronçonnage ou le rainurage.
Laminoir à brames
Les outils CNC, appelés fraiseuses à brames ou fraiseuses, découpent des objets plats. Leurs bords sont uniquement dentelés et sont donc particulièrement adaptés à la découpe de pièces de différentes largeurs.
Fraiseuses à surfacer
Ces outils de coupe CNC présentent des faces planes et des arêtes de coupe diamantées remplaçables. Les fraises à surfacer CNC ne peuvent couper que dans un plan horizontal, car l'arête de coupe est latérale. Leur fonction principale est de découper des pièces planes. L'un des avantages des fraises à surfacer est la possibilité de remplacer l'arête de coupe, ce qui prolonge leur durée de vie et leur temps de travail.
Fraises à fileter
Ces outils CNC permettent de réaliser des filetages. Si le taraud est l'outil utilisé pour réaliser des filetages internes, la fraise à fileter remplit une fonction similaire. Les fraises à fileter peuvent travailler sur des filetages internes et externes. Elles sont recommandées pour la découpe de matériaux durs ou de pièces irrégulières.
Cisailles volantes
Il s'agit d'un outil CNC doté d'un corps rigide et d'une ou deux têtes de coupe. La fonction principale d'une fraise volante est de réaliser des coupes larges ou courtes dans la pièce. Cependant, il est préférable d'utiliser des fraises volantes à deux tranchants pour l'usinage, car elles permettent de traiter de plus grandes portions de la pièce.
Fraise à rayon externe
Il s'agit d'un type particulier de plaquette CNC dotée d'une arête de coupe semi-circulaire. Pour arrondir le bord extérieur d'une poche, une fraise à rayon extérieur est l'outil idéal. Les machinistes utilisent ces outils pour lisser et niveler les bords de la pièce, évitant ainsi l'accumulation de contraintes et les angles vifs.
Outils de tournage CNC
Les tours sont généralement utilisés avec des outils de tournage CNC. Le tour tourne la pièce à haute vitesse tandis que l'outil lui donne la forme souhaitée. Cependant, la forme de la pièce est déterminée par le type d'outil utilisé et la méthode de tournage. Voici les outils de tournage standard utilisés par les machinistes pour le travail CNC :
Outils de chanfreinage
Les outils de chanfreinage servent à éliminer les bavures, les chanfreins et les arêtes vives des pièces finies. Leur surface de coupe inclinée élimine les arêtes vives et améliore l'aspect de la pièce.
Outils de séparation
De nombreux machinistes CNC utilisent un outil de séparation sur leur tour CNC pour retirer la matière de la pièce finale. La lame de cet outil sépare l'extrémité de la pièce finie du reste de la matière fixée au mandrin du tour CNC.
Outils d'alésage
Les barres d'alésage de tour sont utilisées pour percer des trous dans des produits percés, taraudés ou redressés. Dans la plupart des cas, ces outils d'alésage ne touchent que légèrement la pièce, ce qui facilite l'alésage précis des trous. Cependant, il est important de noter que ces barres d'alésage peuvent vibrer et endommager la finition de surface de la pièce.
Outils de moletage
Les outils de moletage sont souvent utilisés pour ajouter des motifs en forme de losange, de diagonale ou de droite à la surface d'une pièce usinée. Cela peut améliorer l'esthétique de la pièce.
Outils de perçage CNC
Les machinistes utilisent des outils standards appelés perceuses CNC pour percer des trous dans des pièces de différentes tailles. Pour ce faire, ces outils sont dotés de rainures et de pointes coupantes. Ces rainures et pointes se rétrécissent avec le temps. La plupart des perceuses existent en trois types :
Forets à centrer
Les opérateurs de machines-outils CNC utilisent un foret à centrer pour percer des trous précis dans une pièce. D'autres forets sont ensuite utilisés pour agrandir le trou. Les opérateurs utilisent un foret à centrer pour percer avec précision de petits trous dans une pièce.
Forets hélicoïdaux
Un foret hélicoïdal est un outil de perçage circulaire dont les trous ressemblent à des spirales ou des hélices. Ces outils de coupe CNC sont généralement fabriqués en acier rapide (HSS). Ils peuvent être utilisés pour la coupe générale, notamment pour percer des trous dans des pièces en métal, en bois et en plastique.
Forets à jet aspirant
Les outils CNC, appelés forets à jet aspirant, sont souvent utilisés pour percer des trous dans des objets plus grands et plus profonds. Les machinistes utilisent souvent ces outils pour percer des trous profonds.
Matériaux utilisés dans la production d'outils de coupe CNC
La vitesse et l'avance de coupe optimales pour le tournage CNC dépendent du matériau utilisé pour les outils CNC. Afin d'éviter toute inefficacité en production, les machinistes utilisent généralement des outils CNC fabriqués dans des matières premières plus dures pour usiner la pièce. Voici quelques-uns des matériaux les plus courants pour les outils de coupe CNC :
Céramique
La céramique de coupe est le matériau le plus dur utilisé pour la fabrication d'outils CNC. Ces matériaux ne rouillent pas et ne fondent pas, ce qui les rend parfaits pour la découpe des pièces les plus dures. Comme les outils en carbure, ces outils de coupe durent plus longtemps. La céramique de coupe est très dure, mais les fabricants l'utilisent rarement pour les outils d'usinage CNC, car elle s'écaille facilement.
carbure cémenté
Le carbure cémenté étant composé de carbures et de métaux comme le titane, il peut résister à des températures plus élevées que l'acier rapide. En revanche, des fissures ou des éclats à la surface de l'outil peuvent réduire sa durée de vie. De plus, leur durée de vie est inférieure à celle des outils en acier rapide. C'est pourquoi le carbure cémenté est utilisé pour la fabrication d'outils de finition.
Acier rapide
Le HSS est composé de métaux tels que le chrome, le tungstène et le molybdène. C'est le matériau idéal pour les machines-outils CNC en raison de sa durée de vie prolongée. Le HSS a un point de fusion de 600 °C et peut supporter des températures élevées. Il est donc préférable d'utiliser des outils CNC HSS pour l'usinage lourd.
Acier au carbone
Ce matériau est composé de carbone, de silicium et de manganèse. Il est également moins coûteux que d'autres matériaux utilisés dans les machines CNC. Malheureusement, bien que beaucoup moins cher, ce matériau offre une durée de vie plus courte. Le faible point de fusion de l'acier au carbone (200 °C) signifie également que ce métal n'est pas adapté à la découpe intensive. En effet, les outils en acier au carbone fondent plus rapidement dans les applications intensives. Pour la découpe de matériaux légers tels que la mousse, les plastiques et les métaux tendres, les machinistes utilisent généralement des outils en acier au carbone.
Facteurs à prendre en compte lors du choix des outils de découpe CNC
Dans le processus d'usinage CNC, la sélection des outils peut faire référence aux facteurs clés suivants :
- Matériau de la pièce : Le matériau de la pièce Cela déterminera le choix du matériau de l'outil et les paramètres géométriques de la pièce coupante. Cela influence également la précision d'usinage de la pièce finale et les performances fonctionnelles du produit.
- Nature de la production : La nature de la production fait ici référence à la taille du lot de la pièce, principalement à partir de la coût de traitement de prendre en compte l'impact du choix des outils. Par exemple, l'utilisation d'outils spéciaux pour la production en série peut être rentable. Mais, pour les pièces monoblocs ou production en petites séries, il est préférable d'utiliser des outils standards.
- Précision d'usinage :La précision de l'usinage influence le choix de l'outil de finition et la forme de la structure. L'usinage final du trou, selon la précision du perçage, de l'alésage et d'autres procédés, peut être effectué.
- Programme d'usinage : Différents programmes d'usinage Différents outils d'usinage peuvent être utilisés. Par exemple, certains trous de grande taille peuvent être usinés avec des forets aléseurs, ou avec un outil d'alésage, ou encore avec une fraise.
- Paramètres de coupe : Différents matériaux nécessitent des paramètres de coupe différents. Par exemple, lors de l'usinage de surfaces de forme libre, la vitesse de coupe d'un outil à tête sphérique est nulle. C'est pourquoi les outils à tête sphérique sont généralement utilisés pour la finition de surface.
- Taille et forme de la pièce : La taille et la forme de la pièce à usiner influencent également le choix de l'outil. Par exemple, les fraises à queue usinent les bords des pièces plates. Pour le fraisage de surfaces planes, utilisez des fraises à plaquettes carbure. Pour le fraisage à grande vitesse, privilégiez les fraises convexes ou cannelées.
- Précision de la surface d'usinage: La rugosité affecte la forme de l'outil et le dosage de la coupe. Pour l'ébauche, utilisez une fraise à grosses dents. Pour le fraisage fin, utilisez une fraise à fines dents. Pour l'usinage de surfaces rugueuses ou de trous, utilisez une fraise à grains avec plaquettes carbure.
Configuration et installation des outils
Dans le processus de production général, la mise en place et l'installation d'outils performants sont essentielles à la production de pièces. Pour réaliser plusieurs usinages en un seul serrage de la pièce, réduire le temps d'intervention et les erreurs liées à la pose répétée de la pièce, un changeur d'outils automatique peut être utilisé.
Tout d'abord, les outils d'usinage doivent être montés individuellement dans des porte-outils standard. Ensuite, après avoir été prédimensionnés hors de la machine, ils sont placés dans le magasin d'outils.
Lors du changement d'outil, le premier outil est prélevé dans le magasin. Le changeur d'outils retire ensuite l'outil du magasin ou de la broche et le remplace. Il charge le nouvel outil dans la broche et replace l'ancien dans le magasin. Ce dernier, de grande capacité, peut être monté sur le côté ou au-dessus du carter de la broche.
La machine CNC est équipée d'un changeur d'outils automatique avec magasin d'outils. Le boîtier de broche ne contient qu'une seule broche. Les pièces de la broche doivent être robustes pour répondre aux exigences d'usinage de précision. De plus, le magasin d'outils contient de nombreux outils, ce qui permet l'usinage multi-processus de pièces complexes. L'adaptabilité et l'efficacité de la machine-outil sont considérablement améliorées. Les systèmes de changement d'outils automatique avec magasins d'outils sont adaptés aux centres de perçage et d'usinage CNC.
Stratégies avancées de sélection d'outils
Dans Usinage CNCLes outils sont considérés comme un élément essentiel du processus de production. Les critères généraux de sélection des outils critiques sont la facilité d'installation et de réglage, la robustesse et la précision d'usinage. Pour répondre aux exigences d'usinage, choisissez une tige plus courte. Cela améliorera la rigidité de l'outil. Lors du choix de l'outil, sa taille doit être adaptée à la surface de la pièce à usiner.
Pour l'ébauche de surfaces non lisses ou de trous, vous pouvez utiliser des fraises à plaquettes carbure. Pour certaines surfaces 3D et les contours biseautés variables, vous pouvez utiliser des fraises sphériques, annulaires, coniques et trapézoïdales, entre autres. Pour l'usinage de surface, il est conseillé de choisir un outil à bille dont le rayon doit être inférieur au rayon de courbure minimal de la surface. La vitesse de coupe d'un outil à bille est nulle. Pour garantir la précision, les rangées de coupe sont très proches les unes des autres. En termes de qualité de surface et efficacité de coupeLes outils à bout plat sont supérieurs aux outils à bout sphérique. Par conséquent, après avoir vérifié la précision de l'usinage, choisissez un outil à bout plat pour l'ébauche ou la finition.
Le choix des outils doit également être adapté aux tâches d'usinage spécifiques. En production de masse, il est conseillé de choisir des outils de haute qualité offrant une bonne résistance à l'usure. Ces outils peuvent coûter plus cher, mais ils peuvent réduire considérablement les coûts d'usinage globaux en améliorant la qualité et l'efficacité.
Entretien et maintenance des outils CNC
La maintenance des outils CNC est également un élément important du processus d'usinage. Tout au long du processus d'usinage, il est essentiel d'optimiser les aspects suivants :
- Nettoyez régulièrement l'outil : Lors du processus de production, la surface de l'outil adhère facilement au liquide de coupe, à l'huile, aux copeaux métalliques et à d'autres impuretés. Ces impuretés affectent non seulement les performances de coupe de l'outil, mais peuvent également endommager la machine-outil. Par conséquent, l'outil doit être nettoyé régulièrement pour maintenir sa surface propre.
- Vérifiez régulièrement l’usure des outils et remplacez-les si nécessaire : Vous pouvez utiliser le nombre de fois qu'un outil est utilisé ou la durée pendant laquelle il est utilisé pour planifier un cycle de remplacement d'outil afin qu'il puisse être remplacé rapidement.
- Stockage raisonnable selon les exigences : Rangez les couteaux dans un endroit sec, aéré et à l'abri de la poussière. Évitez la lumière directe du soleil et l'humidité. Les outils doivent être classés et rangés pour éviter toute confusion et tout dommage. Un bon entretien et des mesures préventives sont donc importants. Ils prolongent la durée de vie des outils et améliorent la qualité de l'usinage des pièces.
Conclusion
Les matériaux utilisés pour la coupe des métaux sont désormais classés en cinq groupes principaux : l'acier rapide, le carbure cémenté, la céramique, le nitrure de bore cubique et le diamant polycristallin. tournant ou fraisage Pour les pièces en acier à haute résistance, en alliage de titane et en acier inoxydable, il est recommandé d'utiliser des outils en carbure avec une meilleure résistance à l'usure.
- Au cours de la phase d'ébauche, des outils durs et imprécis doivent être utilisés pour éliminer les parties excédentaires du matériau brut.
- Lors des étapes de semi-finition et de finition, des outils de précision durables sont utilisés pour garantir la précision et la qualité de la pièce.
Utiliser les outils les moins précis pour l'ébauche et les plus précis pour la finition. Si l'ébauche et la finition sont sélectionnées avec le même outil, il est recommandé d'éliminer l'ébauche de la finition. En effet, la finition élimine la majeure partie de l'usure de l'outil : une légère usure des bords et une légère réparation de l'usure du revêtement. L'utilisation continue affectera la qualité de l'usinage de finition, mais son impact sur l'ébauche sera faible.
De nos jours, l'outillage CNC évolue rapidement. De plus en plus de types d'outils sont disponibles. Le choix de nos outils exige un apprentissage constant des nouvelles connaissances et la maîtrise des nouvelles technologies de coupe. Yonglihao Machinery possède une solide expérience et une expertise approfondie du secteur. L'entreprise peut vous fournir les outils dont vous avez besoin. meilleures solutions. Pour plus d'informations, N'hésitez pas à nous contacter, nous serons heureux de vous servir.
FAQ
Quels sont les signes indiquant qu’un outil CNC doit être remplacé ?
Dans l'usinage CNC, lorsque nous constatons que les outils sont usés, que les pièces sont surdimensionnées, que l'efficacité de l'usinage diminue et que la finition de surface des pièces usinées est réduite, nous pouvons avoir besoin de changer d'outils pour garantir que la qualité des pièces usinées répond aux exigences des dessins.
Comment les différents outils de découpe CNC impactent-ils la qualité du produit final ?
La géométrie, le matériau et le mode de fabrication de l'outil déterminent directement la précision et la qualité de surface de la pièce. Les différents outils de coupe CNC ont un impact différent sur la qualité du produit final. Par exemple, un outil de haute précision garantit que les dimensions et les formes de la pièce restent dans les limites autorisées. Des matériaux d'outil de haute qualité réduisent l'usure lors de l'usinage et garantissent un bon état de surface.
Les mêmes outils CNC peuvent-ils être utilisés pour différents matériaux ?
Oui, un même outil peut être utilisé pour différents matériaux, car certains outils de tournage sont universels. Par exemple, les outils en carbure conviennent aux pièces ferreuses et non ferreuses. Cependant, d'autres ne le sont pas. Par exemple, les outils de tournage HSS ne conviennent qu'aux matériaux tendres, comme l'aluminium.