Choisir les bons outils à commande numérique: un guide simple

L'usinage CNC a révolutionné la fabrication en permettant un contrôle automatique et précis des outils de coupe, assurant un haut niveau de précision et d'efficacité.choisir la bonne machine-outil CNC pour un projet spécifique peut être une tâche complexeLe processus de sélection dépend de divers facteurs tels que le type de matériau, les exigences d'usinage, la durabilité de l'outil et le niveau de précision souhaité.Nous allons décrire les principales considérations pour vous aider à choisir la bonne machine-outil CNC pour vos besoins.

Pourquoi la sélection d'outils est importante dans l'usinage CNC

L'usinage CNC (Computer Numerical Control) est utilisé dans un large éventail d'industries, de l'aérospatiale à l'automobile, de l'électronique et des dispositifs médicaux.la vitesseL'utilisation d'un outil incorrect pourrait entraîner de mauvaises finitions de surface, une usure de l'outil, des temps d'arrêt de la machine ou même des déchets de matériaux.la sélection des machines-outils CNC appropriées est essentielle pour obtenir des performances optimales et minimiser les problèmes de production.

1Comprendre le matériau qui est usiné

Le matériau avec lequel vous travaillez influencera considérablement votre choix d'outils.qui affectent sa réaction à la coupe.

• Les métaux: les métaux couramment usinés avec des outils CNC comprennent l'aluminium, l'acier inoxydable, le titane et les alliages.tandis que les métaux plus mous comme l'aluminium peuvent être usinés à des vitesses plus rapides avec des outils en acier à grande vitesse (HSS) ou en carbure.
• Plastiques: Les plastiques sont plus mous et ont tendance à être plus malléables.
• Les composites: Ces matériaux sont souvent constitués de fibres de carbone ou de fibres de verre et peuvent être abrasifs,nécessitant des outils revêtus de diamants ou de diamants polycristallins (PCD) pour assurer une durée de vie plus longue des outils et de meilleures finitions de surface.

En connaissant les propriétés de votre matériau, vous pouvez choisir le matériau et la géométrie de l'outil appropriés pour obtenir les meilleurs résultats.

2. Choisissez le bon type d'outil pour le travail

Les machines-outils CNC se présentent sous de nombreuses formes et tailles, chacune conçue pour des tâches d'usinage spécifiques.

• Fin des moulins: Les moulins à extrémité sont l'un des outils les plus couramment utilisés dans l'usinage CNC. Ils sont conçus pour couper des fentes, des contours et des profils.moulins à billes pour surfaces courbes, et les moulins d'extrémité à rayon d'angle pour une meilleure résistance des outils lors de la coupe des bords tranchants.

• Bits de forage: les perceuses sont utilisées pour créer des trous dans le matériau. le choix de la perceuse dépend de la taille du trou, du matériau et de la précision requise. les perceuses en carbure sont souvent utilisées pour les métaux,tandis que les forets HSS sont adaptés pour les matériaux plus mous comme le plastique et l'aluminium.

• Des machines à refaire: Les reamers sont utilisés pour agrandir et lisser le diamètre d'un trou existant.

• Taps et matrices: Les robinets sont utilisés pour créer des fils internes dans un trou, tandis que les matrices sont utilisées pour créer des fils externes sur un arbre.Le choix du robinet ou de la matrice dépend du matériau et des exigences spécifiques en matière de filetage.

• Les insertsLes inserts sont généralement remplaçables et se présentent sous diverses formes et matériaux tels que le carbure, la céramique ou le PCD.Les inserts sont souvent utilisés dans la production à grande échelle où des changements rapides d'outil sont nécessaires.

Le choix du bon type d'outil est crucial pour obtenir la bonne géométrie et la précision dans votre processus d'usinage.

3Sélection du matériau de l'outil: carbure, HSS ou céramique?

Le matériau de l'outil lui-même est un facteur critique. Voici les matériaux les plus couramment utilisés pour les machines-outils CNC:

• Acier à grande vitesse (HSS): Les outils HSS sont résistants et abordables, ce qui en fait un bon choix pour la production de petits volumes et de matériaux plus doux comme l'aluminium ou les plastiques.Ils s'usent plus vite que les matériaux plus durs comme le carbure..

• Carbure: Les outils au carbure sont nettement plus durs que les HSS et peuvent maintenir des bords tranchants à des températures plus élevées.Ils sont idéaux pour l'usinage à grande vitesse et pour couper des métaux durs comme l'acier ou le titaneBien que les outils en carbure soient plus chers, leur longévité et leurs performances justifient souvent l'investissement.

• D'autres matériaux: Les outils en céramique sont extrêmement durs et peuvent supporter des températures très élevées, ce qui les rend adaptés à la découpe d'alliages de haute résistance et d'autres matériaux difficiles.Les outils en céramique sont plus fragiles que le carbure., elles doivent donc être utilisées avec précaution pour éviter la rupture des outils.

Le choix du bon matériau d'outil est essentiel pour trouver le bon équilibre entre performance, durabilité et rentabilité.

4- Les revêtements d'outils: amélioration de la durée de vie et des performances des outils

Les revêtements d'outil peuvent améliorer considérablement les performances de l'outil en augmentant la dureté, en réduisant la friction et en fournissant une meilleure résistance à la chaleur.

• Titane nitrure (TiN): Le TiN est un revêtement de couleur dorée qui augmente la dureté de l'outil et sa résistance à l'usure.

• Titane carbonitrure (TiCN): Le TiCN est un revêtement plus dur et plus résistant à l'usure que le TiN, ce qui le rend idéal pour les matériaux plus durs comme l'acier inoxydable et le titane.

• Nitrure de titane d'aluminium (AlTiN): Ce revêtement offre une excellente résistance à la chaleur, ce qui le rend idéal pour les applications à grande vitesse et la découpe de matériaux durs tels que l'acier inoxydable ou les alliages à haute température.

• Le revêtement au diamant: Les revêtements diamantés sont utilisés pour couper des matériaux très abrasifs, tels que les composites, la fibre de verre et la céramique.

Le choix du bon revêtement dépend du matériau à usiner et des conditions de coupe.

5. Géométrie des outils: faire correspondre la conception à la tâche

La géométrie de l'outil, y compris l'angle de rasage, l'angle de relief et la conception de la flûte, joue un rôle crucial dans la détermination des performances de coupe.

• Angle positif du râteau: Les outils à angle de râpe positif réduisent les forces de coupe et sont idéaux pour les matériaux plus doux.

• Angle négatif du râteau: Un angle de rasage négatif est utilisé pour les matériaux plus durs, ce qui permet de fournir des bords de coupe plus solides qui peuvent résister à des forces de coupe plus élevées.

• Nombre de flûtes: Les moulins à extrémité, par exemple, sont disponibles dans différentes configurations de flûte.Plus de flûtes (4-6) sont utilisées pour les matériaux plus durs comme l'acier, où une résistance et une finition de surface plus élevées sont nécessaires.

Le choix de la bonne géométrie garantit un retrait efficace des copeaux, réduit l'usure des outils et améliore les performances globales.

6Considérez les capacités de la machine.

Il est important de faire correspondre votre choix d'outil aux capacités de la machine CNC elle-même.

• Vitesse et couple de la broche: Si votre machine a une vitesse de fuseau élevée, elle convient mieux aux outils qui peuvent couper à des vitesses plus rapides, tels que les outils à carbure.Les machines à couple plus élevé sont mieux adaptées à la découpe de matériaux plus durs.

• Détenteurs d'outils: Assurez-vous que les supports d'outils sont compatibles avec votre machine CNC et peuvent fournir la stabilité et la précision nécessaires.

• Systèmes de refroidissement et de lubrification: Pour les matériaux qui génèrent beaucoup de chaleur, il est important de choisir des outils capables de gérer des liquides de refroidissement ou de coupe pour prolonger la durée de vie des outils et améliorer la précision de l'usinage.

L'ajustement de l'outil aux spécifications de votre machine CNC garantit une efficacité et des performances maximales.

Conclusion

La sélection de la bonne machine-outil CNC implique de prendre en considération divers facteurs, notamment les propriétés du matériau, le type d'outil, le matériau de l'outil, les revêtements, la géométrie et les capacités de la machine.En prenant des décisions éclairées sur ces facteurs, vous pouvez améliorer l'efficacité de l'usinage, prolonger la durée de vie des outils et produire des pièces de meilleure qualité.