Pannes de fraises en bout : causes, dépannage et prévention

Les fraises en bout sont conçues pour supporter les contraintes mécaniques de l'usinage, mais même les outils de la plus haute qualité peuvent souffrir de divers types de pannes. Comprendre pourquoi ces pannes se produisent, comment les reconnaître et mettre en œuvre des méthodes de dépannage efficaces peuvent améliorer considérablement la durée de vie des outils et réduire les temps d'arrêt coûteux. Décomposons les pannes courantes des fraises en bout et comment y remédier.

Défaillances courantes des fraises en bout

1. 1. Usure

      • Parce que : Au fil du temps, les fraises s'usent naturellement, en particulier dans des conditions de coupe agressives. L'usure des outils commence généralement au niveau des arêtes de coupe ou des cannelures.
      • Signes d'usure : Efficacité de coupe réduite, détérioration de l’état de surface, forces de coupe accrues et arrondi ou émoussement visible des arêtes de coupe.
      • Prévention : Surveillez régulièrement les performances de l'outil, ajustez les paramètres de coupe et utilisez des revêtements ou des matériaux appropriés pour prolonger la durée de vie de l'outil.

   2. Écaillage et fissuration des arêtes de coupe

      • Parce que : Un impact soudain, une chaleur excessive ou des vitesses de coupe et des avances incorrectes peuvent entraîner des éclats ou des fissures. Les matériaux plus durs, les forces de coupe élevées et une mauvaise évacuation des copeaux aggravent également ce problème.
      • Signes d’écaillage/fissuration : Pièces manquantes visibles du tranchant, finitions rugueuses ou coupe incohérente.
      • Prévention : Assurez des vitesses d'avance appropriées, utilisez du liquide de refroidissement pour réduire la chaleur et évitez l'engagement soudain de l'outil dans des conditions de contraintes élevées. Pour les matériaux plus durs, utilisez des outils conçus pour ces applications (par exemple, des outils en carbure ou revêtus).

   3. Déformation plastique

      • Parce que : La chaleur excessive générée par la coupe peut ramollir et déformer le matériau de l’outil. Cela se produit généralement lorsqu'un outil n'est pas correctement refroidi ou lorsque les avances et les vitesses sont trop élevées.
      • Signes de déformation plastique : Mauvais état de surface, outil « gommant » ou collant au matériau et perte de géométrie de l'outil.
      • Prévention : Ajustez les paramètres de coupe, en particulier les vitesses d'avance, et assurez un liquide de refroidissement ou une lubrification approprié pendant l'usinage.

   4. Usure de l'outil due à une mauvaise évacuation des copeaux

      • Parce que : Une évacuation insuffisante des copeaux lors de la coupe entraîne une recoupe des copeaux, ce qui augmente l'usure de l'outil. C'est particulièrement un problème dans les coupes plus profondes ou lors de l'usinage de matériaux collants.
      • Signes d’une mauvaise élimination des copeaux : Dégradation de l’état de surface, surchauffe de l’outil et usure accrue de l’outil.
      • Prévention : Utilisez des conceptions de cannelures appropriées qui facilitent l'élimination des copeaux, garantissent la profondeur de coupe correcte et surveillent la charge de copeaux pour éviter de recouper les copeaux.

   5. Vibrations et bavardages

      • Parce que : Cela se produit lorsque l'outil subit une oscillation en raison de conditions d'usinage inappropriées. Cela peut être dû à des vitesses de broche incorrectes, à l'usure des outils, à une rigidité insuffisante de la configuration ou à une mauvaise conception des fixations.
      • Signes de vibrations/bavardages : Bruits de coupe instables, finition de surface inégale et marques d'outil visibles ou usure excessive des cannelures de l'outil.
      • Prévention : Ajustez la vitesse de broche et les vitesses d'avance, utilisez un montage plus rigide, optimisez les stratégies de trajectoire d'outil (par exemple, fraisage à haute efficacité) et utilisez un outil doté d'une conception amortissant les vibrations.

Dépannage des pannes courantes

1. Surveillance et remplacement de l'usure des outils

   • Que vérifier : Inspectez régulièrement les fraises en bout pour déceler tout émoussement, arrondi des bords ou traces d'usure visibles. Pour les outils à plusieurs cannelures, vérifiez si certaines cannelures présentent plus d'usure que d'autres.
   • Que faire : Surveillez l'usure à l'aide d'un système de surveillance de l'état des outils ou vérifiez l'usure visuellement ou par des mesures micrométriques. Remplacez les outils usés avant qu'ils ne causent des problèmes plus importants comme une mauvaise finition de surface ou des vibrations de la machine.

2. Solutions d'écaillage et de fissuration

   • Que vérifier : Inspectez les bords coupants sous grossissement pour identifier les fissures ou les éclats. Vérifiez les paramètres de coupe pour une profondeur de coupe ou des vitesses d'avance excessives.
   • Que faire : Réduisez les paramètres de coupe, notamment les vitesses d'avance et la profondeur de coupe, pour les opérations plus délicates. Optez pour un matériau ou un revêtement d'outil plus approprié pour les pièces plus dures. Mettez en œuvre des stratégies de coupe progressives pour réduire l’engagement soudain de l’outil.

3. Correction de la déformation plastique

   • Que vérifier : Recherchez un adoucissement ou des modifications dans la géométrie de l'outil. Surveiller la température à l’interface outil-pièce.
   • Que faire : Réduisez les vitesses de coupe ou utilisez une coupe intermittente (par exemple, débourrage). Améliorez l'apport de liquide de refroidissement pour réduire la chaleur et envisagez d'utiliser des outils conçus pour une résistance à des températures plus élevées (par exemple, des outils en carbure haute performance avec revêtements thermiques).

4. Élimination des copeaux et prévention des recoupes

   • Que vérifier : Inspectez la présence de traces de bords accumulés ou de « taches » de matériau sur l’outil. Analysez la taille et la forme des copeaux.
   • Que faire : Augmentez le débit du liquide de refroidissement ou utilisez de l'air comprimé pour faciliter l'élimination des copeaux. Utilisez des fraises en bout avec une conception de flûte plus agressive pour une meilleure évacuation des copeaux, et ajustez les avances et les profondeurs pour maintenir un flux de copeaux efficace.

5. Gérer les vibrations et les bavardages

   • Que vérifier : Identifiez si la trajectoire de l'outil provoque une déviation excessive. Écoutez les sons anormaux et examinez la pièce et l'outil pour déceler des finitions inégales.
   • Que faire : Ajustez les vitesses de coupe pour réduire les fréquences de résonance, utilisez une configuration plus rigide (comme des porte-outils plus rigides) et utilisez des outils avec un nombre plus élevé de cannelures ou une conception d'outil amortie. De plus, vérifiez la rigidité de la configuration de la machine.

6. Prévenir la casse des outils

   • Que vérifier : Assurez-vous que les outils ne sont pas surchargés et vérifiez l’alignement de la pièce et de l’outil. Inspectez le porte-outil et la broche de la machine pour vérifier leur stabilité.
   • Que faire : Diminuez les avances et les profondeurs de coupe si l’outil montre des signes de casse. Pour les matériaux fragiles, utilisez des outils conçus pour résister aux chocs et assurez-vous que la machine est bien entretenue pour des performances optimales.

Stratégies d'optimisation et de prévention de la durée de vie des outils

1. Sélection appropriée des outils

   • Sélectionnez toujours le bon outil pour le matériau à usiner. Par exemple, utilisez des fraises en carbure pour les matériaux plus durs et des outils en acier rapide (HSS) pour les matériaux plus tendres comme l'aluminium.

2. Revêtements d'outils

   • Utilisez des revêtements (TiN, TiAlN, DLC) pour augmenter la résistance à l'usure, en particulier lorsque vous travaillez avec des matériaux abrasifs ou génèrent une chaleur élevée.

3. Gestion du liquide de refroidissement

   • Assurer une application optimale du liquide de refroidissement pour réduire la chaleur et minimiser l’usure des outils. Dans les opérations de coupe à sec, pensez à utiliser un jet d'air ou MQL (Minimum Quantity Lubrication).

4. Inspection régulière des outils

   • Effectuez des inspections de routine pour détecter rapidement les signes d’usure ou de dommages. L'utilisation d'un prérégleur d'outils peut aider à maintenir des dimensions et des décalages d'outils précis.

5. Utiliser l'optimisation de la programmation CNC

   • Modifiez les trajectoires d'outils pour réduire l'engagement et la charge des outils. Mettez en œuvre des stratégies telles que le fraisage dynamique ou adaptatif pour optimiser l'utilisation des outils et réduire l'usure.