Fraisage de face contre fraisage de bout pour des matériaux spécifiques: quel outil fonctionne le mieux?

Dans le monde de l'usinage CNC de précision, le choix entre le fraisage de face et le fraisage de bout détermine souvent la différence entre un composant de haute qualité et un bloc gaspillé d'alliage coûteux.Alors que les deux procédés impliquent une découpeuse rotative enlevant le matériau d'une pièce stationnaire, leur mécanique, leur géométrie d'outil et leurs performances varient considérablement selon les matériaux.Pour choisir le bon outil, il faut comprendre comment ces processus interagissent avec les propriétés physiques de la pièce à usiner, que vous ayez affaire à la nature gommée de l'aluminium ou à la haute résistance thermique du titane.

Comprendre les mécanismes fondamentaux

Avant d'entrer dans les recommandations spécifiques au matériau, il est essentiel de distinguer les deux procédés.Le coupeur est généralement plus grand en diamètre et dispose de plusieurs inserts indexablesLa coupe est effectuée perpendiculairement à l'axe de l'outil.qui permet un taux élevé d'élimination des matières (MRR) et une finition de surface supérieure sur les larges plans.

Le fraisage à l'extrémité, en revanche, est le " couteau suisse " du monde de l'usinage.Les moulins à extrémité ressemblent à des perceuses mais sont conçus pour la coupe latéraleIls sont indispensables pour créer des fentes, des poches, des contours 3D complexes et des épaules verticales.Ils offrent la précision nécessaire pour des caractéristiques complexes qu'un moulin à vis de grand diamètre ne peut tout simplement pas atteindre.

Les alliages d'aluminium: vitesse et évacuation

L'aluminium est un matériau préféré dans les industries aérospatiale et automobile en raison de son rapport résistance/poids élevé.entraînant une accumulation de bords (BUE) et une défaillance catastrophique de l'outil.

Pour l'aluminium, le fraisage de face est le champion incontesté de la productivité pour les grandes plaques ou les blocs de moteur.un moulin à face de grand diamètre avec des inserts de carbure poli peut nettoyer une surface en quelques secondesLa clé est l'utilisation d'angles de rasage positifs élevés, qui aident à "peeler" le matériau et à réduire la chaleur générée par le frottement.

Lorsque le projet passe à des poches internes ou à des supports aérospatiaux à parois minces, le fraisage de bout prend le relais.Les moulins à deux ou trois flûtes sont préférés. Les "gullets" plus grands ou les espaces entre les flûtes permettent une meilleure évacuation des copeaux, empêchant les copeaux d'aluminium de se souder à nouveau à l'outil.les moulins à extrémité à hélice élevée fournissent une action de cisaillement qui se traduit par une finition miroir.

Acier et alliages durcis: rigidité et gestion de la chaleur

L'usinage de l'acier nécessite une attention particulière à la rigidité et à la gestion de la chaleur.

Le fraisage par face est très efficace pour le roulage des composants en acier.ils sont plus robustes et peuvent résister à la forte pression requise pour briser la surface des aciers au carbone comme AISI 1045Lorsque l'acier est fraisé en face, des revêtements spécialisés tels que le nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) sont essentiels pour protéger l'outil contre les chocs thermiques.

L'acier fin est un équilibre plus délicat. Pour l'acier brut, on utilise des moulins de fin de maïs ou des moulins de fin de maïs pour briser les copeaux en petits morceaux, ce qui réduit la charge sur la broche de la machine.Les moulins à extrémité avec 4 à 6 flûtes sont standard.Dans les aciers trempés, la résistance à l'usure de l'outil est plus élevée, ce qui permet une meilleure rigidité de l'outil et des taux d'alimentation plus fins, ce qui donne une paroi verticale précise et lisse.La résistance aux vibrations du moulin à extrémité devient une priorité pour éviter "le bavardage", " qui peut ruiner à la fois l'outil et la pièce.

Titane: le défi ultime de l'usinage

Le titane est réputé pour sa faible conductivité thermique. Au lieu de la chaleur s'échapper à travers les copeaux, il reste concentré au bord de coupe. Cela peut provoquer des outils pour ternir ou fondre rapidement.

Dans l'usinage du titane, le fraisage de face est souvent limité au carré initial du bloc.Il est courant d'utiliser des "inserts ronds" dans les broyeurs de face pour le titane; la géométrie circulaire permet un amincissement de la puce, ce qui réduit la charge thermique et prolonge la durée de vie de l'outil.

Le fraisage du titane à l'extrémité nécessite une extrême précision.Cela implique l'utilisation d'une petite profondeur radiale de coupe et une profondeur axiale élevéeCette stratégie garantit que le broyeur de fin n'est pas enfoui trop longtemps dans le matériau de rétention de chaleur.Des moulins spécialisés à hauteur variable sont utilisés pour briser les harmoniques et prévenir les vibrations auxquelles le titane est sujet pendant le processus de coupe.

L'acier inoxydable: comment faire face au durcissement

L'acier inoxydable, en particulier la série 300 comme 304 ou 316, a tendance à "hardir".le matériau devient significativement plus dur et plus difficile à usiner dans le prochain passage.

Le fraisage de face est la méthode préférée pour enlever la "peau" durcie par le travail d'une coulée en acier inoxydable.assurer un processus d'usinage plus cohérent.

Pour les caractéristiques complexes de l'acier inoxydable, les moulins à extrémité doivent être maintenus tranchants.Il est essentiel d'utiliser une fréquence d'alimentation constante et d'éviter de "s'arrêter" (lorsque l'outil tourne à un endroit)Les moulins de finition en carbure revêtu avec un nombre élevé de flûtes sont souvent utilisés pour la finition afin de garantir que l'outil traverse le matériau efficacement sans générer de chaleur excessive.

Choix basé sur la géométrie et le volume

Bien que les propriétés du matériau soient un facteur primordial, la géométrie de la pièce finale dicte souvent le choix.

• Surfaces grandes et plates:Si l'objectif est de niveler une surface ou d'atteindre une épaisseur spécifique sur une grande surface, le fraisage de face est toujours plus efficace.

• Des détails complexes:Si la pièce nécessite des fentes, des rainures, des coins internes ou une sculpture 3D, le fraiseur de bout est la seule option viable.

• L' approche hybride:Dans la fabrication professionnelle, ces outils sont rarement utilisés isolément.suivie d'un fraisage de bout pour découper les caractéristiques spécifiques et les dimensions finales.

Conclusion

Le choix entre le fraisage de face et le fraisage de bout n'est pas simplement une question de préférence, mais une décision stratégique basée sur la dureté du matériau, la conductivité thermique et la géométrie souhaitée.L'aluminium nécessite une évacuation rapide.L'acier nécessite une gestion de la chaleur rigide, et le titane nécessite des voies de refroidissement et de coupe avancées.Les fabricants peuvent optimiser leurs temps de cycle, prolonger la durée de vie des outils et atteindre la précision requise par l'ingénierie moderne.