JS Precision

Lors de l'usinage CNC, vous êtes-vous déjà retrouvé confronté aux problèmes suivants : des marques de broutage sur une surface terminée, comme des imperfections sur un chef-d'œuvre, une défaillance prématurée de l'outil à un moment critique, entraînant des arrêts de production et des dépenses supplémentaires, ou un réglage des paramètres en toute confiance pour finalement obtenir une pièce mal finie ?

Ces problèmes apparemment sans rapport ont généralement la même origine : un mauvais choix de fraiseuses CNC. Comme le dit le vieil adage : « Pour bien faire son travail, il faut d'abord affûter ses outils. » Une fraise bien choisie pour une tâche spécifique est la clé d'un usinage productif et de qualité.

Cet article, qui résume les années d'expérience de JS Precision, vous guidera tout au long du processus de choix de la bonne fraise et guérira votre casse-tête d'usinage.

Résumé de la réponse principale

Comment choisir une fraise ? Fraise de précision JS : expérience de choix

JS Precision a plus de 15 ans d'expérience en ingénierie dans le fraisage CNC et a traité plus de 800 clients de 12 secteurs, tels que l'aérospatiale, le médical et l'automobile, avec le traitement de pièces de fraisage CNC et le choix de fraises.

Nous avons réalisé plus de 200 commandes d'usinage de matériaux. Par exemple, nous avons aidé un fabricant de pièces d'avion à améliorer de 35 % l'efficacité de l'usinage de pièces en alliage de titane. Nous avons également résolu les problèmes de grippage des outils en alliage d'aluminium d'une entreprise d'électronique, réduisant ainsi son taux de rebut de 12 % à 3 %.

Nous avons également prolongé la durée de vie des fraises de 2 heures à 5 heures pour un client fabriquant des pièces médicales en acier inoxydable 316 en grande quantité en améliorant les cannelures et les revêtements et en réduisant les temps d'arrêt liés au changement d'outils de 60 % en termes directs.

Il ne s'agit pas de conseils théoriques, mais d'une solution pratique élaborée par notre équipe grâce à des tests de débogage et de réglage de fraiseuses CNC. Que vous rencontriez des difficultés d'efficacité en production de masse ou des problèmes de qualité sur des petites séries de pièces de précision, ce guide vous permettra de trouver la fraise la mieux adaptée à votre fraiseuse CNC .

Cette capacité professionnelle a également retenu l’attention de TechBullion , qui a mentionné dans son rapport notre accumulation technologique et notre expérience en matière de services industriels dans le domaine de la fabrication de précision.

JS Precision propose des solutions de fraisage spécialisées adaptées à vos matériaux et aux paramètres de votre fraiseuse CNC. Nous vous fournissons un rapport de sélection dans les 24 heures suivant votre demande et démarrons la production immédiatement après confirmation de la solution, vous permettant ainsi de résoudre rapidement les difficultés liées à l'usinage de pièces usinées CNC .

Fraise : le composant de coupe principal des outils d'usinage CNC

La fraise est l'élément de coupe le plus crucial des machines-outils CNC et la clé de la précision de l'usinage. Sa définition est simple : un outil de coupe rotatif multi-arêtes, véritable terminal d'exécution d'un centre d'usinage CNC, qui produit la pièce par usinage. Elle assure le lien entre la conception numérique et le produit fini.

Une fraise correcte a une influence directe sur trois aspects :

• Efficacité d'usinage : Taux d'enlèvement de matière. Une excellente fraise, par exemple, peut améliorer l'efficacité de l'usinage de l'aluminium de plus de 20 %.
• Qualité du produit fini : Précision des dimensions, précision de la forme et de la finition de surface , avec une précision de ± 0,005 mm.
• Coût de production : durée de vie de l'outil, temps de changement d'outil et taux de rebut. Une fraise de qualité supérieure peut réduire les changements d'outil de 30 %.

En bref, les fraises sont un maillon essentiel du processus de fabrication dans lequel « une légère différence peut signifier une erreur énorme ».

JS Precision est expert en fabrication de fraiseuses CNC sur mesure. Qu'il s'agisse d'usiner des pièces en acier, en aluminium ou en alliage de titane, nous proposons une solution de fraisage adaptée pour garantir la stabilité de vos processus et améliorer la qualité de vos produits finis.

Méthodologie de base : 5 étapes clés pour choisir la bonne fraise

Choisir une fraise n'est pas une mince affaire. Suivez ces 5 étapes pour choisir la bonne. Elles couvrent tous les aspects du choix d'une fraise, des exigences les plus élémentaires aux optimisations les plus poussées.

Étape 1 : Inspecter la pièce – Commencer par les propriétés du matériau

Commencez par déterminer le matériau de la pièce (acier, aluminium, alliage de titane, matériau composite, etc.), sa dureté et les conditions de traitement thermique. C'est la règle la plus simple pour choisir une fraise. Le matériau de l'outil varie considérablement selon les matériaux. Voici un bref tableau comparatif des matériaux standard et des matériaux d'outils :

Étape 2 : Identifier la tâche : ébauche, finition ou usinage spécialisé ?

Choisissez le type d'outil initial par opération d'usinage :

• Pour l'ébauche (taux d'enlèvement de matière élevé), utilisez des fraises à queue ou à surfacer. Elles possèdent de grandes poches à copeaux et permettent d'enlever le métal à grande vitesse.
• Pour la finition ou le contournage, utilisez des fraises à bout sphérique ou arrondi. Leurs arêtes de coupe sont plus vives et la surface est plus lisse.
• Utilisez des fraiseuses de formage ou des fraiseuses de type T utilisées pour des formes d'usinage spécifiques pour des exigences d'usinage inhabituelles (telles que la gravure ou le rainurage).

Étape 3 : Vérifiez la machine-outil - L'équipement est le « plafond ».

Vérifiez la puissance, la rigidité, la vitesse maximale et le système de serrage (BT, HSK, etc.) de la fraiseuse CNC. Par exemple, une fraiseuse CNC d'une puissance inférieure à 5 kW n'est pas adaptée aux grandes fraises de plus de 20 mm de diamètre. Dans le cas contraire, le fraisage sera trop intense, ce qui entraînera des vibrations et une perte de précision.

En cas d'utilisation d'une pince ER comme système de serrage, assurez-vous que le faux-rond est ≤ 0,005 mm afin de ne pas compromettre la précision de la fraise.

Étape 4 : Verrouiller les paramètres : diamètre, nombre de cannelures, longueur de cannelures et géométrie

• Diamètre : Choisissez en fonction de la nature de la pièce et de la taille de la cavité. Par exemple, pour un trou de 10 mm de profondeur, une fraise de 8 à 12 mm de diamètre sera idéale.
• Nombre de dents : Les fraises à plusieurs dents (4 à 6 dents) sont idéales pour les matériaux durs comme l'acier et la fonte, pour une meilleure résistance à l'usure. Les fraises à moins de dents (2 à 3 dents) sont plus adaptées aux métaux non ferreux et à l'aluminium, pour une évacuation aisée des copeaux.
• Géométrie : angle d'hélice de 30° à 45° pour l'usinage général, angle de coupe de 10° à 15° pour les matériaux tendres et angle de dépouille de 8° à 12° pour réduire la friction entre la pièce et l'outil.

Étape 5 : Sélection finale — Revêtement et rapport qualité-prix de la marque

Revêtements et utilisations courants :

• Revêtement TiN : Usage général, idéal pour l'usinage de l'acier et de l'aluminium. Prix abordable : environ 50 à 80 $ par fraise.
• Revêtement TiAlN coloré : Hautement résistant à la température, pour l'usinage à grande vitesse et de matériaux durs. Prix ​​autour de 80-120 $ US.
• Revêtement TiCN : très résistant à l'usure, pour l'usinage de la fonte, prix d'environ 70 à 100 $.

Lors du choix d'une fraise, il est important de trouver le juste équilibre entre coût et performances. Par exemple, pour l'usinage par lots, la fraise revêtue de TiAlN est plus coûteuse à l'unité, mais elle dure plus longtemps et coûte globalement moins cher.

Le service d'usinage CNC en ligne de JS Precision vous propose la fraise la mieux adaptée à votre matériau, à vos spécifications et à vos besoins d'usinage en cinq étapes simples. Vous pouvez également choisir en toute sérénité grâce à des fraises d'essai gratuites.

Évitez ces erreurs : 5 erreurs souvent négligées lors du choix d'une fraise

Lors du choix d'une fraise, les cinq erreurs apparemment insignifiantes suivantes peuvent entraîner d'énormes pertes et doivent être évitées :

1. Négligence de l'évacuation des copeaux ? Des copeaux qui s'enroulent autour de la fraise, rayent la surface usinée et peuvent même ébrécher l'outil sont dus à une mauvaise conception des copeaux. Par exemple, lors du tournage d'alliages d'aluminium, si la poche à copeaux est inadéquate, les copeaux adhèrent à l'arête de coupe, provoquant des bavures sur la surface usinée.

2. Trop courir après un outil universel ? Essayer de tout usiner avec une seule fraise peut vous coûter cher. Par exemple, l'usinage de finition avec une fraise d'ébauche peut réduire la durée de vie de l'outil de plus de 50 % et la productivité de l'usinage.

3. Négliger la précision du système de serrage ? Même la fraise la plus fine sera inefficace si elle est insérée dans une pince dont le faux-rond est supérieur à 0,01 mm. Il est donc essentiel de choisir des porte-outils de haute précision , tels que des mandrins à frettage avec un faux-rond de 0,003 mm ou plus, pour tirer le meilleur parti de la fraise.

4. Distrait par le prix initial, vous négligez le coût unitaire ? Ne pensez pas seulement au prix unitaire, mais au « coût unitaire ». Une fraise à 100 $, par exemple, produira 100 unités, soit 1 $ par unité. Une fraise à 50 $ ne produira que 30 unités, soit environ 1,67 $ par unité, ce qui est plus cher.

5. Négligence de la stratégie de refroidissement ? Le refroidissement à sec convient à l'usinage de l'aluminium et du plastique, le refroidissement humide à l'usinage de l'acier et de la fonte, et le refroidissement par brouillard d'huile (MQL) à l'usinage à grande vitesse. L'utilisation du refroidissement à sec pour l'usinage de l'acier peut réduire la durée de vie de la fraise de plus de 60 % et entraîner une décoloration de la surface de la pièce.

Analyse approfondie : Les principales différences entre les fraises d'ébauche et de finition

Les critères de conception des fraises d'ébauche et de finition sont très différents. Mélanger les deux peut entraîner une défaillance catastrophique des performances d'usinage. Voici une comparaison des deux :

Par exemple, pour l'ébauche de 45 pièces en acier, une fraise de 16 mm de diamètre, à 4 dents, revêtue de TiCN, d'une profondeur de coupe de 16 mm et d'une avance de 0,2 mm/tr, est utilisée. Pour la finition, une fraise à 6 dents revêtue de TiAlN, de même diamètre, d'une profondeur de coupe de 3 mm et d'une avance de 0,1 mm/tr, est utilisée. Ce procédé permet d'obtenir un excellent équilibre entre efficacité et qualité.

JS Precision propose une gamme complète de fraises d'ébauche et de finition et peut être conçue pour adapter la géométrie de l'outil à vos spécifications lors de l'usinage de pièces de fraisage CNC, chaque étape étant étroitement intégrée pour plus de précision.

Revue pratique : qu'a fait JS Precision pour obtenir une amélioration de 40 % de l'usinage de l'acier inoxydable 316 ?

Arrière-plan

L'un des fabricants de dispositifs médicaux a usiné des pièces structurelles en acier inoxydable 316 sur une fraiseuse CNC. Le processus initial présentait trois problèmes principaux :

• Le matériau a subi un écrouissage excessif . Après l'entrée de la fraise dans la pièce, la dureté superficielle est passée de 20 HRC à 35 HRC, et la résistance à la coupe a été accrue.
• Le blocage des outils était un phénomène courant, des copeaux se collaient au tranchant et la machine devait être régulièrement arrêtée pour le nettoyer.
• La productivité de l'usinage était faible. La fraise était remplacée toutes les deux heures et le temps d'usinage d'une pièce était de 12 minutes. Le taux d'utilisation de la fraiseuse CNC n'était que de 60 %.

La solution de JS Precision

JS Precision a conçu un plan d'optimisation général pour résoudre les problèmes ci-dessus :

1. Sélection de l'outil : Une fraise à 7 dents à grande avance, dotée d'une arête de coupe vive et d'un nouveau nanorevêtement à base de TiAlN, a été sélectionnée. Ce revêtement offre une résistance à la chaleur 20 % supérieure à celle du TiAlN traditionnel, réduisant ainsi le grippage de l'outil. L'arête de coupe vive à angle de coupe de 12° réduit la résistance à la coupe et l'écrouissage.

2. Modification de la stratégie : Mise en œuvre d'une stratégie de fraisage à grande avance (HFM) dès le départ, remplaçant la profondeur de coupe initiale de 5 mm et l'avance de 0,6 mm/tr par une profondeur de coupe de 3 mm et une avance de 1,2 mm/tr. Cela a permis de réduire le temps de contact outil-pièce et d'éviter l'écrouissage.

3. Optimisation des paramètres : la vitesse linéaire de la fraiseuse CNC a été augmentée de 80 m/min à 110 m/min et l’avance par dent de 0,15 mm/z à 0,2 mm/z. Un autre système de refroidissement interne haute pression a également été activé, avec une pression de 10 MPa, pour faciliter l’évacuation des copeaux et le refroidissement de la température de l’arête de coupe en temps réel .

Résultats

L'optimisation a été remarquablement réussie :

Le temps d'usinage d'une seule pièce est passé de 12 minutes à 7,2 minutes, soit un gain d'efficacité de 40 %, la durée de vie de la fraise est passée de 2 heures à 5 heures et le temps d'inactivité du changement d'outil a été réduit de 60 %, la rugosité de la surface du produit est passée de Ra1,6 μm à Ra0,8 μm et la tolérance dimensionnelle a été maintenue à ± 0,008 mm, répondant pleinement aux exigences des composants médicaux.

Cette situation démontre l’intégrité du processus depuis l’analyse des matériaux jusqu’au choix de l’outillage.

Moment de décision : quatre facteurs clés qui influencent le choix final

La dernière étape de la sélection d’une fraise consiste à trouver un équilibre entre les quatre facteurs clés suivants en fonction de votre priorité pour arriver à la meilleure solution :

1. Priorité absolue : exigences de qualité d'usinage. Les pièces destinées aux applications militaires et aérospatiales requièrent une précision extrêmement élevée (tolérances de l'ordre de ± 0,003 mm), nécessitant des fraises de haute précision, telles que des fraises diamantées. Pour les composants civils courants (tolérances de l'ordre de ± 0,05 mm), des fraises carbure standard conviennent.

2. Facteur le plus significatif : le coût global de production. En volume de production, il faut considérer « coût de l'outillage + coût du temps d'usinage + coût des rebuts ». Par exemple, un client qui commande des pièces en aluminium en grande quantité pourrait débourser 100 $ pour une fraise revêtue de TiAlN. L'unité est plus coûteuse, mais le coût global est 30 % inférieur à celui d'une fraise à 50 $.

3. Besoin urgent à court terme : délai de production. Pour un prototypage rapide (délai de 1 à 3 jours), une fraise universelle, par exemple une fraise à épaulement carré à 45°, est nécessaire pour un usinage rapide. Pour une production à grande échelle (délai de 1 à 2 semaines), des fraises spécialisées, conçues pour une efficacité durable, peuvent être utilisées.

4. Souvent négligé : la stabilité et la sécurité de l'usinage. Si la fraiseuse CNC n'est pas extrêmement rigide, il est nécessaire d'utiliser une fraise douce pour éviter les vibrations. Pour l'usinage de pièces à cavités profondes, il est conseillé de choisir une fraise présentant un rapport d'aspect adapté (rapport d'aspect ≤ 5:1) afin d'éviter la casse de l'outil.

Les prix des fraiseuses CNC chez JS Precision seront transparents et explicites en fonction de vos besoins en matière de cycle de production et de qualité d'usinage afin que vous obteniez le bon rapport qualité, efficacité et prix sans possibilité de frais supplémentaires.

Perspectives du secteur : Prévisions de croissance et tendances futures du marché mondial des outils de fraisage

Le marché mondial des fraises poursuit sa croissance. Selon le cabinet d'études Gardner, réputé pour son expertise, le marché mondial des outils de fraisage devrait connaître une croissance annuelle moyenne de 5,2 % entre 2023 et 2028. Les outils de fraisage CNC connaîtront la plus forte croissance de la demande, et leur valeur marchande dépassera les 8 milliards de dollars d'ici 2028. Quatre tendances se dégagent :

1. Intelligence : les fraises équipées de capteurs seront connectées à l'Internet industriel des objets (IIoT) et captureront la température de coupe, les vibrations et d'autres paramètres en temps réel, les paramètres d'usinage étant optimisés automatiquement avec une intervention humaine minimale.

2. Personnalisation : L'industrie exige des fraises de plus en plus spécialisées pour des matériaux et composants spécifiques, notamment des fraises sur mesure pour les boîtiers de batteries de véhicules à énergie nouvelle et les aubes de moteurs d'avion. Ces fraises peuvent augmenter le rendement d'usinage de plus de 20 %.

3. Innovation matérielle : les alliages WC-Co à grains ultrafins et la technologie de revêtement diamant seront plus courants, augmentant la durée de vie de la fraise de 30 à 50 %, convenant aux matériaux difficiles à usiner comme les alliages et composites à haute température.

4. Fabrication écologique : L'usinage à sec et à lubrification minimale (MQL) devient de plus en plus la norme, exigeant des fraises une endurance à haute température et une faible friction. Les revêtements écologiques comme les revêtements TiAlN-SiN gagneront en popularité.

Guide d'action : commandez vos fraises personnalisées dès aujourd'hui

Si le choix de la fraise reste difficile, suivez simplement les trois étapes suivantes pour trouver la solution idéale. Le processus est simple et efficace :

1. Définissez les exigences : déterminez votre matériau d'usinage (par exemple, acier, aluminium, alliage de titane), la puissance et la vitesse maximale de votre fraiseuse CNC, ainsi que vos objectifs d'usinage (par exemple, les exigences de précision, la taille du lot de production et le calendrier de livraison).

2. Saisissez les exigences : fournissez-les aux experts techniques de JS Precision ou saisissez vos exigences via notre système de sélection, ce qui vous permet de gagner du temps dans la recherche de détails techniques.

3. Obtenez une solution : Nous vous fournirons gratuitement, sous 24 heures, un rapport personnalisé de sélection de fraise et des recommandations de fraises d'essai. Une fois votre solution acceptée, vous pourrez commander votre fraise, la faire livrer et commencer à usiner sous trois jours.

10. FAQ

Q1 : Dois-je d’abord acheter une machine-outil améliorée ou des outils de coupe améliorés ?

Si les performances de la fraiseuse CNC sont déjà conformes aux normes, il sera judicieux d' investir dans une fraise de meilleure qualité dès le départ. Des fraises de meilleure qualité améliorent directement la qualité d'usinage, réduisent les chutes, prolongent la durée de vie et réduisent les temps de changement d'outil, ce qui se traduira par une réduction des coûts à long terme. Le remplacement d'une machine-outil nécessite un investissement 5 à 10 fois supérieur à celui de l'achat d'outils de coupe de meilleure qualité, et son impact est plus lent à se faire sentir.

Q2 : Quand dois-je me rendre compte qu’une fraise est usée et doit être remplacée ?

Quatre points doivent être surveillés lors de la recherche d'usure de la fraise : entendre un bruit de coupe fort ou aigu, observer des marques de broutage ou des bavures sur la surface usinée, observer la couleur ou les irrégularités des copeaux, et inspecter l'usure des flancs à intervalles réguliers. Si l'usure des flancs est supérieure à 0,3 mm, la fraise doit être remplacée pour éviter toute baisse de qualité d'usinage.

Q3 : Pourquoi la différence de performance entre les fraises fabriquées localement et celles importées présentant les mêmes paramètres est-elle si importante ?

La différence réside dans les détails : les fraises importées offrent une finition des arêtes et une tolérance angulaire plus précises, une planéité du revêtement et une résistance à l'oxydation à haute température supérieures, une composition du matériau de base et une résistance aux chocs plus uniformes, une précision d'équilibrage dynamique supérieure et des vibrations réduites lors de la rotation. Tous ces détails contribuent à des résultats d'usinage de pièces CNC nettement différents.

Q4 : Quelle est la configuration de fraise la moins chère pour l'usinage en petites séries et à haut mélange ?

Un système de fraises est recommandé pour l'usinage de grandes quantités et de petites séries. Il est conseillé d'installer un jeu de fraises carbure à usage courant. Ensuite, il est conseillé de choisir entre trois et cinq spécifications de base pour minimiser les coûts de stock. Enfin, privilégiez les services d'outillage sur mesure pour petites séries de JS Precision afin de réduire les stocks et les coûts globaux.

11. Résumé

Choisir la fraise idéale est une belle valse entre science des matériaux, génie mécanique et économie. Finie l'estimation approximative de l'expérience ; c'est désormais une science exacte qui s'apprend avec un esprit scientifique. Maîtriser cette science vous permettra d'exploiter pleinement le potentiel de votre fraiseuse CNC et de transformer chaque problème d'usinage en opportunité de mettre en avant vos compétences.

En tant que fournisseur professionnel de services de fabrication de fraiseuses CNC sur mesure , JS Precision propose un service complet, de la sélection des fraises à l'usinage des pièces. De l'usinage de matériaux conventionnels ou difficiles à usiner à la production en série en passant par le prototypage rapide, nous proposons des solutions économiques.

Il vous suffit de décrire vos besoins et nous vous accompagnerons du choix de l'équipement et du paramétrage à l'usinage final, pour une usinage CNC plus stable et plus efficace. Nous proposons également des tests d'outils gratuits, vous permettant ainsi de collaborer avec nous en toute sérénité.