Fraises métriques : sélection, vitesses/avances et dépannage

Comment choisir des fraises métriques adaptées à votre machine et à votre travail

La sélection concerne principalement la géométrie, le contrôle de la taille et la force de coupe que votre configuration peut gérer. Commencez par verrouiller le diamètre métrique et la norme de tige que vous pouvez réellement maintenir avec un faible faux-rond.

Faites correspondre le diamètre et la tige au support que vous possédez

• Préférez les véritables tiges métriques (par exemple 6 mm, 8 mm, 10 mm) lorsque vous utilisez des pinces métriques pour éviter les erreurs de serrage et les micro-glissements.
• Faux-rond de la broche/du support cible inférieur à 0,01 mm à la pointe de l'outil pour les petites fraises métriques ; un faux-rond plus important surcharge rapidement une flûte et réduit la durée de vie de l'outil.
• Gardez la sortie aussi courte que possible ; le doublement de la saillie peut plus que doubler la déviation sous la même charge de coupe.

Nombre de cannelures et hélice pour l'évacuation des copeaux

• Aluminium : 2 à 3 cannelures et hélice plus élevée (souvent 45°) pour évacuer les copeaux plus gros et réduire les arêtes accumulées.
• Acier : 4 à 6 cannelures et hélice de ~35° à 45° pour soutenir le bord et maintenir la résistance de l'outil.
• Fentes profondes : moins de flûtes évacuent généralement mieux ; les passes de finition peuvent bénéficier de plus de cannelures pour une surface plus lisse.

Choisissez le style d'extrémité : carré, rayon d'angle ou nez sphérique

• Extrémité carrée : coins nets, profilage général et fentes.
• Rayon de coin (par exemple, R0,5 à R1,0) améliore la résistance des bords et réduit l'écaillage dans les matériaux plus durs ou les coupes interrompues.
• Nez sphérique : surfaçage 3D ; attendez-vous à une vitesse de coupe efficace inférieure près de la pointe et ajustez les avances en conséquence.

Carbure, HSS et revêtements : ce qui compte en pratique

Le matériau et le revêtement déterminent la résistance à la chaleur, la stabilité des bords et si les copeaux se soudent à l'outil. Pour la plupart des fraisages CNC, les fraises métriques en carbure sont la valeur par défaut en termes de productivité et de cohérence.

Sélection du matériau de l'outil

• Carbure monobloc : rigidité et tolérance à la chaleur les plus élevées ; idéal pour les aciers et les vitesses de broche plus élevées.
• HSS/cobalt : plus tolérant dans les configurations à faible rigidité mais généralement des vitesses de surface autorisées plus faibles.
• Carbure micrograin : choix courant pour les petites fraises métriques où l'intégrité des bords est importante.

Conseils de revêtement par matériau

• Aluminium : les revêtements non revêtus ou de type ZrN réduisent souvent le soudage des copeaux ; privilégiez les flûtes polies.
• Acier/inox : les revêtements de classe TiAlN/AlTiN sont courants pour la résistance à la chaleur, en particulier dans des conditions sèches ou MQL.
• Titane : les revêtements et les bords tranchants et stables aident à gérer la chaleur ; évitez les frottements en gardant la charge de copeaux réelle.

Vitesses de démarrage et avances fiables pour les fraises métriques

Commencez par la vitesse de surface (Vc) et la charge de copeaux par dent (fz). Calculez ensuite la vitesse de broche (RPM) et l’avance (mm/min). Ce sont des références pratiques pour les outils en carbure monobloc avec une rigidité CNC typique ; réduisez si votre configuration est moins rigide.

Formules de base (métrique)

• RPM = (Vc × 1000) / (π × D) où Vc est m/min et D est le diamètre de l'outil en mm.
• Avance (mm/min) = RPM × cannelures (z) × fz où fz est mm/dent.

Si vous réalisez des rainurages sur toute la largeur, réduisez la charge de copeaux et/ou la vitesse de surface car la chaleur et la déflexion de l'outil augmentent fortement. Si vous utilisez un parcours d'outil à haute efficacité (engagement radial léger), vous pouvez souvent augmenter l'avance tout en contrôlant la charge de l'outil.

Exemples travaillés avec des nombres réels (métrique)

Ces exemples montrent comment transformer les plages du tableau en entrées machine. Les valeurs supposent des fraises métriques en carbure et une configuration CNC raisonnablement rigide.

Exemple 1 : 8 mm, 3 cannelures en aluminium 6061

1. Choisissez Vc = 250 m/min et fz = 0,04 mm/dent .
2. RPM = (250 × 1000) / (π × 8) ≈ 9 947 tr/min .
3. Alimentation = 9 947 × 3 × 0,04 ≈ 1 194 mm/min .
4. Si les copeaux commencent à se souder, augmentez l'évacuation des copeaux (soufflage d'air), réduisez légèrement Vc ou passez à une géométrie plus polie.

Exemple 2 : 10 mm, 4 cannelures en inox 304

1. Choisissez Vc = 120 m/min et fz = 0,03 mm/dent .
2. RPM = (120 × 1000) / (π × 10) ≈ 3 820 tr/min .
3. Alimentation = 3 820 × 4 × 0,03 ≈ 458 mm/min .
4. Si vous constatez un écrouissage ou un grincement, évitez de vous attarder, maintenez la charge de copeaux et envisagez de réduire l'engagement radial.

Pannes courantes avec les fraises métriques et comment les résoudre

La plupart des problèmes sont dus à la formation de copeaux (trop fins ou trop chauds), à la rigidité (outil/porte-pièce/pièce) ou à l'évacuation (recoupe des copeaux).

Marques de broutage ou mauvaise finition

• Raccourcir la saillie ; même une petite réduction peut améliorer sensiblement la stabilité.
• Réduisez l’engagement radial (enjambement) et augmentez l’avance pour maintenir une épaisseur de copeau constante.
• Essayez une fraise métrique à hélice variable si le broutage persiste dans les bandes de régime courantes.

Bord rapporté (surtout en aluminium)

• Augmentez l'évacuation des copeaux (soufflage d'air) et maintenez une charge de copeaux adéquate afin que l'outil coupe plutôt que frotte.
• Utilisez des cannelures polies et une géométrie optimisée en aluminium ; évitez les revêtements qui augmentent l’adhérence de votre alliage.

Écaillage prématuré des bords des aciers

• Ajoutez une fraise métrique à petit rayon de coin et évitez les changements de direction brusques qui augmentent la charge.
• Vérifiez le faux-rond ; si une seule flûte fait la majeure partie du travail, la durée de vie de l'outil s'effondre rapidement.
• Réduisez le choc d’entrée grâce à une rampe hélicoïdale ou une entrée adaptative au lieu de plonger.

Liste de contrôle de configuration pratique pour des résultats cohérents

Même les meilleures fraises métriques seront sous-performantes si la configuration introduit du faux-rond, des vibrations ou une redécoupe de copeaux. Cette liste de contrôle se concentre sur les facteurs contrôlables et à fort impact.

Avant de couper

• Nettoyez le cône, le support et la pince ; de petits débris peuvent créer un voile mesurable.
• Vérifiez la dépassement de l'outil et assurez-vous que la tige est entièrement soutenue par la pince de serrage ou le mandrin hydraulique.
• Définissez une profondeur axiale conservatrice initiale pour les rainures sur toute la largeur ; augmentez progressivement tout en surveillant le bruit et la charge de la broche.

Pendant le réglage

1. Modifiez une variable à la fois (RPM, puis alimentation, puis engagement) pour isoler l'effet.
2. Si la finition est mauvaise mais que les copeaux semblent sains, réduisez l'engagement radial et ajoutez une légère passe de finition.
3. Si les copeaux semblent poussiéreux ou décolorés, vous frottez ou surchauffez probablement ; augmenter la charge de copeaux ou réduire la vitesse.

Conclusion

Choisissez des fraises métriques en faisant correspondre la taille métrique réelle, le nombre de cannelures et la géométrie au matériau, puis calculez le régime et l'avance à partir de Vc et fz. Maintenez un faux-rond faible, une saillie courte et une évacuation propre des copeaux : ces trois facteurs génèrent généralement les gains les plus importants en termes de durée de vie de l'outil, de précision et de finition de surface.