Déflexion de la fraise et ses solutions

1. Qu'est-ce que la déviation ?

La déformation désigne le déplacement de l'outil de coupe sous charge, pouvant entraîner sa flexion ou sa rupture. Ce phénomène peut réduire la durée de vie de l'outil, dégrader l'état de surface, engendrer des imprécisions dimensionnelles, voire provoquer la rupture complète de la pièce.

Une analogie utile est celle d'un plongeoir : lorsqu'il est vide, il reste droit, mais à mesure qu'un plongeur se rapproche du bord, il se courbe progressivement. De même, les outils de coupe subissent une déformation sous l'effet des forces de coupe.

Les signes courants de déviation comprennent :

• Durée de vie réduite ou casse des outils

• Qualité de finition de surface insuffisante

• Imprécisions dimensionnelles de la pièce

2. Solutions

2.1 Minimisation du porte-à-faux de l'outil

Le porte-à-faux de l'outil correspond à la longueur de l'outil qui dépasse du porte-outil. Plus le porte-à-faux est important, plus le risque de déformation est élevé, ce qui réduit la rigidité de l'outil.

Un porte-à-faux excessif réduit la zone de serrage de la tige de l'outil, ce qui diminue sa rigidité et augmente le risque de vibrations pouvant entraîner sa rupture. Pour des conditions de coupe optimales, il est donc essentiel de serrer l'outil le plus fermement possible afin de minimiser le porte-à-faux.

2.2 Fraises à goujure longue vs. Fraises à longue portée

Une autre stratégie clé pour minimiser la déviation des outils consiste à comprendre les différences entre fraises à goujure longue et fraises à longue portée et en sélectionnant l'outil approprié pour l'application d'usinage spécifique.

• La rigidité de l'outil dépend du diamètre du noyauUn diamètre de noyau plus important offre une plus grande rigidité et une durée de vie de l'outil plus longue.

• Longueur et stabilité de la flûteDes cannelures plus courtes offrent une rigidité supérieure, réduisant ainsi le risque de déformation.

Le schéma ci-dessous illustre la relation entre la force exercée par la pointe de l'outil et la longueur de la goujure, montrant que la déflexion est minimale lorsque seule la pointe de l'outil est en contact avec la fraise. Pour prolonger la durée de vie de l'outil, la meilleure pratique consiste à choisir le plus grand diamètre d'outil possible et réduire le porte-à-faux de l'outil et la longueur de coupe pour maximiser la rigidité.

2.3 Quand utiliser des fraises à longue portée ?

Les fraises à longue portée sont généralement utilisées lorsque Le porte-outil ne peut pas atteindre profondément une cavité, mais la partie non coupante de l'outil le peut.La tige située derrière le tranchant a souvent un diamètre légèrement inférieur à celui de l'outil principal afin d'éviter le frottement contre la pièce à usiner (également appelé « frottement de l'outil »).

Grâce à leur polyvalence et à leur durabilité, les fraises à longue portée figurent parmi les outils les plus couramment utilisés dans un atelier d'usinage.

2.4 Quand utiliser des fraises à goujure longue ?

Les fraises à longues goujures ont des longueurs de coupe étendues et sont principalement utilisées pour Opérations d'usinage ou de finition de parois latérales sans soudure à l'intérieur de rainures profondesLeur diamètre de noyau reste constant sur toute la longueur de coupe, ce qui les rend plus susceptibles de se plier lors de l'usinage de cavités profondes.

Si la longueur de coupe engagée est trop courte à des vitesses d'avance élevées, un amincissement peut se produire. Les fraises à goujures longues sont très efficaces pour le fraisage de rainures profondes et sont particulièrement utiles pour… usinage à haut rendement techniques, où leur capacité supérieure d'évacuation des copeaux surpasse les fraises en bout standard.

3. L'effet du diamètre du noyau sur la déviation de l'outil

Le diamètre est un facteur essentiel dans le calcul de la déflexion de l'outil. Pour les outils à goujures longues, diamètre du noyau plutôt que diamètre de coupe Il convient d'en tenir compte lors de la détermination de la déflexion.

En effet, les arêtes de coupe n'assurent pas de soutien structurel au fond des cannelures, ce qui signifie que la résistance à la flexion dépend principalement du diamètre du noyau. Pour les outils présentant un porte-à-faux important, les calculs de flèche doivent tenir compte de… diamètre du noyau jusqu'à la longueur du surplomb et transition vers le diamètre du col au-delà de ce point.

L'optimisation de ces paramètres permet de maintenir la déviation de l'outil dans une plage négligeable, améliorant ainsi la précision et la stabilité de l'usinage.