Fraisage dynamique de Mastercam
Le fraisage dynamique est une méthode d'usinage développée en collaboration avec les fabricants d'outils et les développeurs de logiciels CAM. Les méthodes d'usinage dynamique ont été initialement développées pour l'ébauche de matériaux difficiles à usiner, tels que les aciers durs et les superalliages résistants à la chaleur, mais elles conviennent également au fraisage d'autres matériaux. La méthode utilise la pleine profondeur de coupe de l'outil, ce qui entraîne une usure uniforme sur toute la longueur de coupe et prolonge la durée de vie de l'outil.
Le principe fondamental du fraisage dynamique est une profonde profondeur de coupe axiale (ap) et une faible profondeur de coupe radiale (ae) par rapport aux méthodes d'usinage traditionnelles. Le fraisage dynamique vise à éviter le fraisage à pleine largeur d'outil et les mouvements linéaires, réalisant l'enlèvement de matière avec des mouvements d'usinage fluides.
L'usinage dynamique est généralement réalisé sous forme de fraisage en avalant, où l'outil retourne au début d'une nouvelle coupe avec une avance élevée (appelée avance à vide) une fois la coupe terminée. Les mouvements d'approche et de départ vers le chemin d'usinage sont toujours effectués sur une trajectoire courbe (environ 10% Dc). Dans le fraisage dynamique, le diamètre de l'outil (Dc) ne doit pas dépasser 70% de la largeur de la zone à usiner. Le déplacement latéral ae du fraisage dynamique à grande vitesse est généralement d'environ 5-20% Dc selon l'outil et le matériau usiné. L'utilisation d'émulsions de refroidissement externes doit être évitée pendant le fraisage dynamique des formes de poches fermées, car le liquide pousse les copeaux au fond de la poche, interrompant le processus d'usinage. Il est recommandé d'utiliser un refroidissement à l'air pendant le fraisage dynamique.
Dans le nivellement de surface dynamique, la largeur de coupe optimale de l'outil est normalement utilisée selon les instructions du fabricant (environ 60-90% Dc). L'avantage du nivellement dynamique par rapport aux méthodes de nivellement traditionnelles (aller simple ou en zigzag) est un chemin d'usinage fluide qui suit la surface à niveler. Dans le nivellement dynamique, l'outil est toujours en contact avec le matériau usiné et la direction de coupe reste constante, la largeur de coupe restant continuellement à la valeur optimale donnée. L'utilisation de méthodes dynamiques assure un flux de copeaux stable et une charge de la machine pendant le processus d'usinage, permettant ainsi d'appliquer des valeurs d'usinage plus élevées.
Avantages et Inconvénients du Fraisage Dynamique
Avantages :
- Vitesse de coupe plus élevée
- Plus grande avance par dent
- Écoulement accru des copeaux
- Temps d'usinage plus court
- Meilleure gestion des copeaux
- Moins de génération de chaleur
- Coûts d'outillage réduits
- Fiabilité du processus
- Une seule arête de coupe est engagée à la fois, réduisant les vibrations
- Besoins en énergie moindres comparés aux méthodes d'usinage traditionnelles
Inconvénients :
- Longueur du code NC
- Lisibilité complexe du programme d'usinage sans logiciels CAM
- Impossible d'éditer manuellement le code NC
- Mémoire requise pour le code NC dans le contrôle machine
- Capacité du contrôle de machines plus anciennes à lire de longs codes NC
Outils de Coupe et Porte-Outils dans le Fraisage Dynamique
Dans le fraisage dynamique, des outils de coupe courants peuvent être utilisés, mais le meilleur bénéfice de la méthode est atteint en utilisant des fraises en carbure solide avec de longues longueurs de coupe spécifiquement conçues pour le fraisage dynamique, équipées de multiples arêtes de coupe et de goujures brise-copeaux. Cela inclut, par exemple, la série de fraises Walter Tools MD133, disponible en longueurs de coupe 3xD, 4xD et 5xD. Le déplacement latéral utilisé dans les trajectoires d'outils dynamiques dépend non seulement de l'outil utilisé mais aussi de la profondeur d'usinage, du matériau à usiner, de la machine-outil utilisée, du cône machine, du porte-outil et du serrage de la pièce. Pour assurer l'efficacité du processus d'usinage, utilisez toujours les calculateurs de valeurs d'usinage des fabricants d'outils, qui prennent ces aspects en compte. Ces calculateurs incluent, par exemple, Walter GPS.
L'importance du bon porte-outil dans le fraisage dynamique ne doit pas être sous-estimée. Étant donné que les outils conçus pour le fraisage dynamique sont souvent plus chers que les fraises traditionnelles, le serrage de l'outil a un impact significatif sur la rentabilité du processus. Le porte-outil recommandé pour le fraisage dynamique est un mandrin à serrage hydraulique. Par exemple, Walter Tools AK182. Un mandrin hydraulique offre un bon serrage stable pour l'outil, maintenant une grande précision de rotation. Une option secondaire pour les outils de fraisage dynamique est un porte-outil à serrage Weldon, qui offre également un serrage ferme mais une moins bonne précision de rotation, ce qui affecte la durée de vie de l'outil et la qualité de surface de la pièce. Lors de l'utilisation de porte-outils thermorétrécissables ou d'autres porte-outils élancés, il est souvent impossible d'utiliser les valeurs d'usinage maximales de l'outil. Les mandrins à pince ER doivent être évités, car l'outil peut se rétracter à partir de ces porte-outils lorsque les forces d'usinage augmentent. Si nécessaire, des pinces ER conçues pour le fraisage dynamique peuvent être utilisées, verrouillant l'outil pour empêcher de se rétracter.
