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Dans le domaine des opérations d’usinage, obtenir précision et fiabilité est une quête permanente. Le leader de l’industrie, Sandvik Coromant, a relevé ce défi avec un outil qui promet de révolutionner les processus de fraisage. Dans cet article, Sangram Dash, Product Application Manager pour le fraisage indexable chez Sandvik Coromant, explique comment un concept innovant destiné aux applications de fraisage dans les matériaux ISO K et ISO P, CoroMill® MF80, permet un usinage plus précis et plus rentable.

Le fraisage d’épaulements à un angle proche de 90 degrés est particulièrement recherché dans les applications d’usinage en raison de sa capacité à créer des pièces de précision, une nécessité à l’heure où les moteurs automobiles deviennent de plus en plus complexes. Les équipementiers automobiles s’efforcent de fabriquer des pièces qui respectent des tolérances plus serrées et des conceptions plus complexes et plus novatrices.

Ces pièces plus sophistiquées comprennent le bloc moteur, les boîtiers de transmission, les boîtiers de boîte de vitesses et les fusées de direction. En raison de la forme complexe de ces pièces et des limitations de fixation qui en résultent, il est préférable d’utiliser un outil de fraisage d’épaulements à un angle proche de 90 degrés. En effet, l’outil est capable d’usiner efficacement des pièces complexes avec de faibles charges axiales, ce qui permet de réaliser des économies et d’améliorer l’efficacité du procédé de fabrication. Une fraise à épaulement à un angle proche de 90 degrés présente également des avantages économiques.

Toutefois, dans les applications à long porte-à-faux, le fraisage d’épaulements s’accompagne souvent de problèmes de vibration. Les vibrations de l’outil dans les applications de fraisage d’épaulements peuvent avoir des conséquences néfastes, telles que des forces de coupe inégales, qui se traduisent par un mauvais état de surface et une moindre précision.

Des vibrations excessives accélèrent également l’usure des outils, ce qui réduit leur durée de vie et augmente les coûts de production. De plus, elles peuvent induire des imprécisions dans les pièces à usiner voire endommager la machine. Il est donc essentiel de minimiser les vibrations de l’outil pour réaliser des opérations de fraisage d’épaulements précises et de haute qualité.

Nouveau concept de fraisage

Tous ces défis ont incité Sandvik Coromant à développer un concept de fraisage pour les applications de fraisage automobiles dans les matériaux ISO K et ISO P. Reposant sur la technologie CoroMill® 345 de Sandvik Coromant, le concept de fraisage CoroMill® MF80 est conçu pour le surfaçage et le fraisage d’épaulements dans les opérations à un angle proche de 90 degrés, avec des contraintes de fixation.

Plus précisément, le MF80 peut offrir un angle d’approche encore plus serré de 89,5 degrés, alors que les autres solutions sur le marché sont capables pour leur part d’un angle allant de 84 à 88 degrés. L’angle plus serré offre des avantages supplémentaires en termes de débit copeaux et de quantité de matière restante pour les opérations suivantes.

Dans le secteur automobile, où chaque investissement est examiné à la loupe, on ne saurait trop insister sur l’importance d’un outil de coupe fiable. C’est pourquoi le concept CoroMill® MF80 est proposé avec la protection d’une cale-support, le carbure protecteur placé derrière la plaquette, dans le corps de la fraise, qui maintient et immobilise la plaquette dans une position définie lorsqu’elle est montée. La cale-support minimise le mouvement de la plaquette afin de réduire les vibrations indésirables et la détérioration de la plaquette, protégeant ainsi la fraise en cas d’accident. Sans protection dans la cale-support, on risque une perte de fiabilité et des dommages potentiels.

Certains outils ne privilégient pas le contrôle des vibrations. Cela peut entraîner une usure accrue de l’outil, une diminution de la précision et, éventuellement, une détérioration de la qualité de la pièce à usiner. Le concept CoroMill® MF80 est proposé avec des corps de fraise 40 % plus légers, ce qui joue un rôle essentiel dans le maintien de la stabilité et de la précision dans les applications à long porte-à-faux.

Essais d’usinage

Les performances supérieures du CoroMill® MF80 ont été démontrées par rapport à celles d’outils concurrents. La fraise CoroMill® MF80 et une fraise à épaulement concurrente ont été testées dans une application d’ébauche sur une pièce en fonte ISO-K, pour produire des pièces de support et de maintien.

Les deux outils ont été testés dans les mêmes conditions de travail, avec les mêmes paramètres de coupe et la même durée de cycle. Le concept CoroMill® MF80 mesure 80 mm de diamètre et possède une plaquette de moins que l’outil concurrent. Au final, la durée de vie d’une arête a été augmentée de 54 %, ce qui signifie que CoroMill® MF80 a produit 15 pièces contre 10 pour l’outil concurrent.

Ensuite, CoroMill® MF80 a été utilisé dans une application de fraisage d’épaulements sur une pièce en acier ISO-P, pour produire des pièces de pompes et de vannes. Afin d’optimiser le process, on a opté pour une fraise CoroMill® MF80 de 80 mm de diamètre avec une densité de plaquettes plus élevée. Une densité de plaquettes plus élevée répartit les efforts de coupe sur un plus grand nombre d’arêtes, ce qui réduit l’usure et améliore les performances d’usinage. Par ailleurs, elle offre une meilleure stabilité et un meilleur soutien à l’outil, ce qui permet une coupe plus régulière.

L’outil concurrent a été utilisé avec cinq plaquettes, tandis que l’outil CoroMill® MF80 a été utilisé avec huit plaquettes. Cela signifie que l’outil CoroMill® MF80 peut s’engager dans la pièce avec plus d’arêtes de coupe simultanément, pour un débit copeaux plus rapide et plus efficace. Grâce à l’utilisation d’un plus grand nombre d’arêtes de coupe, le concept CoroMill® MF80 a pu maximiser la capacité et la production potentielle de la machine, garantissant ainsi un rendement optimal de la machine.

Le concept CoroMill® MF80 a produit la pièce en seulement 2,8 minutes, contre 4,5 minutes avec l’outil concurrent : une amélioration de la productivité globale de 60 %. La durée de vie de l’outil a été augmentée de 67 %, 15 pièces ayant été fabriquées avec un jeu d’arêtes de CoroMill® MF80 contre neuf pièces avec l’outil concurrent.

En tant que solution spécialisée, le concept CoroMill® MF80 est spécialement conçu pour le fraisage d’épaulements à un angle proche de 90 degrés dans les applications ISO P et K. Il est prêt à conquérir une part importante du marché du fraisage dans le secteur de l’automobile. À l’avenir, plutôt que de diversifier la gamme de produits, Sandvik Coromant se concentrera sur le perfectionnement et l’optimisation de cet outil pour sa niche cible.

En répondant aux défis de l’industrie par l’innovation, CoroMill® MF80 offre une efficacité, une fiabilité et une rentabilité inégalées.

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