Dans le fraisage CNC, des vibrations peuvent être générées par les limitations de l'outil de coupe, du porte-outil, de la machine, de la pièce ou du montage. Pour réduire les vibrations, il existe quelques stratégies à considérer.
01 Outils de coupe
1) Pour le surfaçage, il faut tenir compte de la direction des forces de coupe :
a) Lors de l'utilisation d'une fraise à 90 degrés, les forces de coupe sont principalement concentrées dans la direction radiale. Cela peut faire vaciller la fraise dans des conditions de porte-à-faux long ; cependant, de faibles forces axiales sont bénéfiques lors du fraisage de pièces à parois minces-sensibles aux vibrations-
b) Une fraise à 45 degrés est capable de générer des forces axiales et radiales uniformément réparties
c) Les fraises à lame ronde dirigent la majeure partie de la force vers le haut le long de la broche, en particulier à de plus petites profondeurs de coupe. De plus, les fraises à 10 degrés transfèrent les principales forces de coupe dans la broche, réduisant ainsi les vibrations causées par les longs porte-à-faux de l'outil.
2) Sélectionner le plus petit diamètre possible pour l'opération
3) DC doit être 20 à 50 % plus grand que ae
4) Sélectionner des fraises à pas grossier et/ou inégal
5) Les couteaux légers sont avantageux, comme ceux avec un corps en alliage d'aluminium
Pour les pièces instables à parois minces-, utilisez un grand angle d'attaque=faibles forces de coupe axiales ; pour les porte-à-faux d'outil longs, utilisez un petit angle d'attaque=forces de coupe axiales élevées.
02 Porte-outils
Le système de porte-outils modulaire Coromant Capto® permet l'assemblage d'outils de la longueur requise tout en conservant une grande stabilité et un faux-rond minimal.
1) Gardez l'ensemble de l'outil aussi rigide et court que possible
2) Choisissez le plus grand diamètre/taille d'adaptateur possible
3) Utilisez les adaptateurs Coromant Capto® pour les fraises surdimensionnées et évitez de réduire les adaptateurs.
4) Pour les petits couteaux, utilisez si possible des adaptateurs coniques
5) Passez à des outils étendus à des emplacements prédéterminés dans les opérations où la dernière passe est en profondeur dans la pièce. Ajuster les paramètres de coupe pour chaque longueur d'outil
6) Utilisez des outils de coupe et des porte-outils équilibrés si la vitesse de broche dépasse 20 000 tr/min.
Couteaux surdimensionnés
Utilisez toujours la longueur d'outil la plus courte possible et augmentez progressivement la longueur.
03 Coupes-amortisseurs de vibrations
Si le porte-à-faux est supérieur à 4 fois le diamètre de l'outil, la tendance aux vibrations de fraisage peut devenir plus prononcée. Les fraises à amortissement des vibrations Silent Tools™-peuvent augmenter considérablement la productivité.
04 Arêtes de coupe
Pour réduire les forces de coupe :
1) Sélectionnez des géométries légèrement chargées avec des arêtes de coupe vives -L et des nuances à revêtement mince.
2) Utilisez des plaquettes avec un petit rayon de nez et de petites plages parallèles
Parfois, les tendances aux vibrations peuvent être réduites en ajoutant davantage d’amortissement au système. Utilisez des géométries de coupe avec des angles de coupe plus négatifs et des arêtes de coupe légèrement usées.
05 Paramètres de coupe et programmation du parcours d'outil
1) Positionnez toujours la fraise décentrée-par rapport à la surface de fraisage
2) Pour les fraises à bords ou les fraises en bout KAPR de 90 degrés de long-, utilisez une petite profondeur de coupe radiale (max. ae=25%×DC) et une grande profondeur de coupe axiale (max. ap=100%×De)
3) Lors du surfaçage, utilisez une faible profondeur de passe ap et une avance élevée fz avec des plaquettes rondes ou des fraises à grande avance avec de petits angles d'attaque.
4) Évitez les vibrations dans les coins en programmant de grandes passes d'arc, voir fraisage des coins intérieurs
5) Si l’épaisseur des copeaux devient trop fine, le tranchant grattera au lieu de couper, provoquant des vibrations. Dans ce cas, l'avance par dent doit être augmentée
06 Machine-outil
L'état de la machine-outil peut avoir un impact important sur la tendance aux vibrations de fraisage. Une usure excessive des roulements de broche ou du mécanisme d'alimentation entraînera de mauvaises performances d'usinage. Sélectionnez soigneusement la stratégie d'usinage et la direction des forces de coupe pour utiliser pleinement la stabilité de la machine-outil.
Chaque broche de machine-outil possède une région instable qui est sujette aux vibrations. La zone de coupe stable est décrite par le diagramme de stabilité et augmente avec l'augmentation de la vitesse. Même une augmentation de vitesse d'aussi peu que 50 tr/min peut faire passer le processus de coupe d'un état vibratoire instable à un état stable.
07 Pièce à usiner et fixation
Lors du fraisage de pièces à paroi/base fines- et/ou lorsque le luminaire est moins rigide, tenez compte des points suivants :
1) Le luminaire doit être proche de la table de la machine
2) Optimiser la trajectoire de l'outil et la direction d'avance vers la position de la machine/fixation la plus solide pour obtenir les conditions de coupe les plus stables
3) Évitez d'usiner dans la direction où la pièce n'est pas entièrement soutenue.
4) Lorsque le montage et/ou la pièce à usiner sont moins rigides dans une certaine direction, le fraisage inversé peut réduire les tendances aux vibrations.
Lorsque le montage est moins rigide, utiliser le sens d'avance vers la table de la machine
Notez que la première coupe doit être effectuée à la moitié de la profondeur de la deuxième coupe, la deuxième coupe doit être effectuée à la moitié de la profondeur de la troisième coupe, et ainsi de suite.
