Le cas d'école d'Autodesk et Union Tool

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Autodesk PowerMill, un outil puissant au service de la productivité

A l'heure actuelle, générer une stratégie d'usinage optimale passe obligatoirement par un logiciel de FAO moderne et performant. La stratégie d’ébauche Vortex de PowerMill d'Autodesk associée à l'option « découpe de pas » permettent de générer des parcours plus sécurisés avec une profondeur de coupe plus importante, un angle d’engagement de l’outil contrôlé et des conditions de coupe optimales pour l’ensemble des parcours. Avec l'angle d’engagement contrôlé et l'avance constante, l'usinage ne dépassera jamais la charge outils et garanti ainsi une très bonne durée de vie de l'outil.

« Nous arrivons à garantir la fabrication de 2 pièces avec une fraise neuve ce qui est un très bon résultat au vu de la nature du matériau usiné » explique Raphaël Gravois.

L’ébauche d’une pièce est le processus où il est essentiel de gagner le plus de temps, ici il a fallu environ 3 heures pour cette opération. La vitesse de coupe sélectionnée par les spécialistes d'Union Tool était de 220 m/min pour une avance par dents de 0,2 mm, soit 5000 tr/min pour 5000 mm/min avec une largeur de passe de 0,3 mm.

La stratégie adoptée utilise la totalité de la hauteur de coupe de la fraise d'ébauche XLRS 5120-20-48 soit 24 mm (2 x d) pour les passes les plus profondes, ensuite le logiciel va analyser tous les 0,4 mm au-dessus pour détecter le surplus de matière et recréer à chaque niveau un nouveau parcours optimisé. Ceci est la façon la plus efficace d’ébaucher la pièce étant donné qu'elle réduit le nombre de passes et augmente la profondeur de coupe de chaque passe.

La supériorité de cette stratégie d'ébauche se quantifie sur la reprise d'ébauche nécessaire pour éliminer les dernières marches d'escaliers avant finition. Sans l'option « découpe de pas » l'ébauche aurait duré une heure de moins mais la reprise d'ébauche serait passée à 2 heures alors que là seulement 15 minutes ont suffi à cette opération. L'outil sélectionné pour les opérations de semi-finition et finition est une fraise CFB 3040-0600 hémisphérique de diamètre 4 mm à 3 dents avec un angle d'hélice de 30 degrés et un revêtement UTcoat. Le nombre de dents assure une avance et un volume de copeaux généreux et le pas variable garanti une excellente stabilité ainsi que de très bons états de surface. Les paramètres de coupe utilisés pour ces opérations étaient de 184 m/min avec une avance par dent de 0,06 mm, soit 14'600 tr/min et 2'450 mm/min, Ap = 1,2 mm et Ae = 0,4 mm.

Les processus de semi-finition et finition sont dictés par les besoins du client soit en matière de précision soit en qualité de surface (rugosité Ra, Rz) et peuvent ainsi augmenter ou diminuer les temps de fabrication globaux.

La pièce a été terminée avec le gravage du texte « Power Mill Autodesk / Union Tool » effectué avec une fraise hémisphérique type CSEB-2006-0060 de diamètre 0,6 mm pour un temps de cycle court de 4 min 46 secondes. (24'000 tr/min, 2'600 mm/min, Ap = 0,3 mm, Ae = 0,09 mm)

Toutes ces opérations ont été effectuées avec arrosage, cela pour assurer la meilleure évacuation possible des calories excédentaires et ainsi augmenter de manière très significative la durée de vie des outils de coupe.

Encore un « sans faute » pour le Tech Center d'Union Tool

Après la très impressionnante carrure de montre en carbure monobloc taillée dans la masse et présentée dans un article paru dans le MSM 5 de 2017, Union Tool et Borotec remettent le couvert. Certes il s'agit ici d'un acier trempé à 54 HRC mais le défi n'en n'est pas moins complexe et confirme une fois encore l’impressionnante expertise d'Union Tool en matière d'usinage dur économique. Car il s'agit bien de cela, pouvoir travailler des matériaux durs à moindre coûts avec des avantages certains comme la possibilité de créer des géométries complexes accessibles auparavant uniquement par EDM par enfonçage. Les perçages comme les fraisages de filets peuvent aussi parfaitement être effectués dans des matériaux durs avec des outils en carbure monobloc.

Fabriquer des pièces en carbure ou céramique par enlèvement de copeaux, Borotec l'a fait !

Usinage de matériaux durs, un marché d'avenir

Car il faut bien garder à l'esprit qu'ici seul des outils en carbure monobloc revêtu et non en CBN bien plus coûteux ont été utilisés. Dans ces conditions le revêtement assure la presque totalité du travail et il est primordial de le garder intact le plus longtemps possible d'où l'importance de maîtriser la température de l'arrête de coupe et de garantir des efforts de coupe constants ce que permet un logiciel comme PowerMill.

L'usinage dur, une opération exotique ? Loin s'en faut cette technique d'usinage est accessible à bien des fabricants et sous-traitants mais nécessite une certaine expertise d'où l'importance de communiquer à ce sujet comme le fait Union Tool de manière très active depuis plusieurs années. MSM

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