Silent tools - guide technique

GUIDE TECHNIQUE

Guide technique – S

ilent Tools

Silent Tools

C-1020:17 FRE/01 © AB Sandvik Coromant 2012.11

FRANCESANDVIK COROMANT4, Avenue Buffon45100 ORLÉANSB.P. 7620945062 ORLÉANS CEDEX 2Téléphone: 02 38 41 41 41Télécopie: 02 38 41 42 93

www.sandvik.coromant.com

BELGIQUESANDVIK BENELUX B.V.Fountain Plaza - Belgicastraat 5 Bus 5/6 1930 ZaventemTéléphone: (02) 702 98 00Télécopie: (02) 726 01 87

SUISSESANDVIK SADivision Sandvik CoromantCase Postale 38696002 LUZERNTéléphone: (041) 368 34 34Télécopie: (041) 368 33 75

Pour en savoir plusDes informations utiles et des techniques d’applications sont don-nées dans nos catalogues, manuels et guides techniques ainsi que sur le site Internet Sandvik Coromant.

Ne manquez pas de visiter notre site Internet pour découvrir les informations les plus récentes !


Sommaire

1 Introduction 2

Informations, Silent tools, Informations sur le guide

2

Révision des bases 4 Spécification de la plage d'applications

6

Pièces typiques, secteurs industriels 9Économie, calcul d'amortissement 11

2 Fraisage 12

Principales considérations 12Facteurs de vibrations 15Indications pour la programmation 18Vue d'ensemble des produits 21Exemples d'applications 27Trucs et astuces, synthèse 31

3 Tournage 33

Principales considérations 33Facteurs de vibrations 41Exemples d'applications 50Vue d'ensemble des produits 54Trucs et astuces, synthèse 60

4 Alésage 67

Principales considérations 67Facteurs de vibrations 72Vue d'ensemble des produits 74Exemples d'applications 78Trucs et astuces, synthèse 81

5 Produits spéciaux 83

Offre 83Exemple d'application 86

6 Formules et définitions 87

2

1. Introduction

1. IntroductionSilent Tools est une marque bien établie de porte-outils conçus pour réduire les vibrations grâce à un système antivibratoire intégré. Les clients les utilisent lorsqu'ils ont besoin de grands porte-à-faux ou lorsque l'accessibilité est mauvaise. Mais ces porte-outils peuvent aussi contribuer à augmenter considérablement la productivité et la qualité des états de surface, même avec de faibles longueurs de porte-à-faux.

Il n'est pas possible de supprimer complètement les vibrations dans les opérations d'usinage, mais il existe des moyens de les réduire. Ce guide technique vous aidera à obtenir un usinage productif et à réduire les vibrations.

Nous présentons des techniques d'applications, des moyens d'éviter des erreurs coûteuses en cas d'usinage avec grand porte-à-faux et des principes d'usinage. Nous donnons aussi des recommandations et des indications sur la résolution des problèmes dans les opéra-tions et applications les plus courantes dans le domaine du tour-nage, du fraisage et de l'alésage.

Les vibrations limitent souvent la production des machines car elles obligent à réduire la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe. Avec des outils antivibratoires Silent Tools, ces paramètres peuvent être augmentés, le process est plus sûr, il y moins de vibra-tions, les tolérances sont plus serrées, les états de surface sont meilleurs et les débits copeaux sont bien plus élevés. Au total, le coût à la pièce est réduit.

Profitez du silence !

4

Coromant Capto® ISO/CAT

BIG PLUS MAS BT

HSK CAT-V

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-20 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

1. Introduction

Révision des basesLe corps des outils antivibratoires comporte un système pré-réglé qui absorbe les vibrations. Il consiste en une masse dense suspen-due entre des blocs de caoutchouc. L'ensemble baigne dans de l'huile afin d'augmenter l'effet antivibratoire.

Le graphique ci-dessous montre la différence entre une solution conventionnelle et un outil antivibratoire.

Avec les grandes longueurs de porte-à-faux, il est recommandé d'utiliser un attachement avec deux faces de contact sur la broche.

Attachement Coromant Capto® - deux faces de contact

Deux faces de contactUne seule face de contact

Silent tools

Conventionnel

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-20 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

5

1. Introduction

Le système antivibratoire comporte une masse dense soutenue par des blocs de caoutchouc.

Amortisseurs caoutchouc

Dispositif antivibratoire à l'intérieur du corps de l'outil• Corps métallique

dense• Préréglé• Très fiable

L'ensemble baigne dans de l'huile afin d'augmenter l'effet antivibratoire

Il est important de respecter les limites indiquées sur l'outil (charge, température, vitesse de rotation, porte-à-faux minimum/maximum et pression) :

• La limite de température est destinée à protéger les éléments en caoutchouc du système antivibratoire

• La limite de température dépend du type de produit ; elle est indiquée sur le corps de l'outil, par ex. 75-120°C (167-248 F)

6

1. Introduction

Comment choisir le bon outilIl est important de choisir le bon outil pour obtenir les meilleurs résultats possibles et la meilleure productivité. Il existe toujours une solution optimale pour chaque longueur de porte-à-faux en fonction du rapport longueur/diamètre. Le dispositif antivibratoire est spécialement adapté pour fonctionner de manière optimale dans les conditions spécifiées.

Les outils antivibratoires ont une plage de fonctionnement opti-mal prédéfinie (plage de fréquences) qu'il convient de respecter. L'emploi d'un outil antivibratoire court avec une allonge ne donne pas de bons résultats.

L'augmentation de la rigidité statique des outils de coupe permet d'augmenter le débit copeaux et la productivité sans problèmes de vibrations. Il est important de choisir des outils standard pour obte-nir des assemblés offrant la plus petite longueur et le plus gros diamètre possible. Ces deux paramètres ont une importance égale.

Pour les outils modulaires, veiller à ce que le plus gros diamètre soit du côté de la machine.

Spécification de la plage d'applicationsIl est possible d'augmenter la productivité avec des outils antivibra-toires à partir de 3 x BD (diamètre du corps de l'outil).

Pour un porte-à-faux de 4 x BD, il est généralement possible d'augmenter les conditions de coupe de plus de 50 % grâce aux outils antivibratoires. Pour les longueurs de 6 x BD ou plus, les outils antivibratoires sont la seule solution pour obtenir une bonne productivité, une bonne qualité de trou et de bons états de surface.

Pour les applications nécessitant des longueurs, des diamètres, des attachements ou d'autres caractéristiques en dehors des spécifications des outils standard, il convient de faire appel à une solution spéciale offrant de meilleures performances.

7

BD

F

LU

1. Introduction

Réduction des forces de coupe En premier lieu, il faut choisir la meilleure solution de coupe dispo-nible. En second lieu, sélectionner le plus gros diamètre et la plus petite longueur possibles afin de réduire la déflexion.

Ensuite, il faut veiller à ce que l'adaptateur antivibratoire soit le plus proche possible de l'arête de coupe et à ce que le poids à l'avant de cet adaptateur soit le plus faible possible. Plus le poids de l'outil de coupe est faible, plus l'énergie cinétique et les risques de vibrations sont faibles. L'absorption des vibrations par le sys-tème antivibratoire sera plus efficace et on pourra profiter du plus grand porte-à-faux possible, que ce soit avec des outils monoblocs ou antivibratoires.

Ces stratégies permettent de réduire la variation des forces et les vibrations.

Déflexion (δ) = 64 × F × LU3

3 x E x π x BD4

E: Module de YoungF: ForceLU: Longueur utileBD: Diamètre du corps

8

mkf

π21=

1. Introduction

Résumé :1. Réduire les forces de coupe en choisissant le bon outil et la bonne

plaquette

2. Augmenter la rigidité statique pour réduire la déflexion en sélection-nant le plus grand diamètre de corps d'outil et la plus petite longueur possibles.

3. Plus le poids de l'unité de coupe est faible, plus l'énergie cinétique et les vibrations sont faibles.

4. En cas d'utilisation d'éléments modulaires, choisir des diamètres importants.

5. Pour les outils spéciaux, choisir des formes optimisées et des matériaux renforcés.

Données de base sur les vibrations

Les structures mécaniques ont tendance à vibrer selon une ou plusieurs fréquences de résonance déterminées par la géométrie et le matériau. Chaque fréquence de résonance correspond à un « mode de vibration ». Le dispositif antivibratoire détermine la vitesse à laquelle les vibrations se stabilisent après leur apparition. Plus la déflexion est importante, plus l'énergie de l'oscillation augmente.

La variation des forces pendant l'usinage déclenche l'entrée en résonance des fréquences naturelles de la machine-outil. Une fois ce phénomène lancé, les vibrations continuent à augmenter à moins qu'on ne réduise la variation des forces.

La variation des forces de coupe dépend de plusieurs paramètres. Si rien n'est fait pour réduire les forces de coupe, les vibrations continuent à augmenter.

• Process de fragmentation des copeaux • Coupes interrompues• Inclusions dans la matière• Ovalité de la pièce • Formation d'arêtes rapportées

k = constante de rappelm = masse de l'objetf = fréquence de vibrationδ = déflexion de l'outilF = force sur l'outil

9

1. Introduction

Pièces typiquesLe potentiel d'augmentation de la productivité avec Silent Tools est important dans tous les secteurs industriels. Pour les pièces qui nécessitent des outils longs (~6-14 x BD), Silent Tools est le seul choix possible pour obtenir un usinage exempt de vibrations.

Mécanique généralePièces typiques : arbres, supports, pièces hydrauliques (cylindres, manchons), corps de pompes et vannes, etc.

Production d'électricité Pièces typiques : Turbines à gaz, disques de turbines à gaz, etc.

AéronautiquePièces typiques : trains d'atterrissage, arbres, pièces titane, disques de turbines, etc.

10

1. Introduction

Pétrole et gazPièces typiques : corps de pompes, pièces filetées, man-chettes, etc.

AutomobilePièces typiques : blocs cylin-dres, pièces de matrices à em-boutir, pièces de moteurs, etc.

11

1. Introduction

Économie, calcul d'amortissementL'investissement dans des outils Silent Tools s'amortit presque toujours rapidement grâce à l'augmentation de la productivité et à la réduction des rebuts. Sandvik Coromant met à disposition trois calculatrices d'amortissement (alésage, fraisage, tournage) pour les outils Silent Tools. En indiquant quelques paramètres, les résultats de l'investissement dans un outil Silent Tools sont calculés et comparés à une solution sans dispositif antivibratoire. La durée d'amortissement est aussi calculée.

Ces calculatrices sont accessibles sur le site Internet www.sandvik.coromant.com

12

2. Fraisage

2. FraisagePrincipales considérationsL'usinage avec un outil rotatif est différent du tournage où l'on a une barre d'alésage serrée dans un poste outil rigide, mais la plupart des conditions de réussite sont les mêmes.

• Serrage rigide

• Porte-à-faux le plus court possible

• Assemblé avec un diamètre important

• Poids de la fraise aussi faible que possible afin de réduire l'énergie cinétique et les vibrations potentielles

13

2. Fraisage

Réduction des vibrationsLe montage de la pièce et la stabilité de la machine sont deux facteurs importants pour réduire les vibrations.

Pièce – Brider la pièce de la manière la plus favorable pour supporter

les forces de coupe pendant le process d'usinage

– Utiliser un concept d'outil et un angle d'attaque qui produisent des forces de coupe dans la direction la plus stable de la pièce

– Optimiser la stratégie d'usinage et la direction de coupe de manière à obtenir la meilleure stabilité possible

Machine – Les conditions d'usinage ont une grande influence sur les vibra-

tions. Une usure excessive des roulements de la broche ou du mécanisme d'avance peut dégrader les résultats de l'usinage.

14

3 × BD 4 × BD 5 × BD 6 × BD 7 × BD 8 × BD

( )

2. Fraisage

Tous les adaptateurs antivibratoires Silent Tools sont conçus pour des porte-à-faux spécifiques ; leurs mécanismes antivibratoires sont réglés différemment. Pour obtenir les meilleures performances, il faut utiliser un adaptateur d'une longueur optimale plutôt que d'utiliser des allonges. Si une longueur supérieure à 7 ou 8 x BD est nécessaire, demander un adaptateur spécial.

Effet antivibratoire

Moins d'effet antivibratoire avec

des allonges !

Utiliser les adaptateurs antivibratoires dans leur plage d'optimisation !

15

CoroMill 390/ CoroMill 490

CoroMill 345 CoroMill 210CoroMill 200/ CoroMill 300

2. Fraisage

Facteurs influençant les vibrationsQuatre facteurs de base influencent les vibrations :

• Angle d'attaque et forces de coupe

• Rapport entre le diamètre de la fraise et la profondeur de coupe radiale

• Géométrie de plaquette

• Pas de la fraise

Angle d’attaque L'angle d'attaque est important car il détermine la direction des forces de coupe. Plus l'angle kappa (KAPR) est important, plus les forces de coupe radiales sont élevées. Le concept de fraise doit être sélectionné en fonction du process et de l'application.

L'utilité des adaptateurs antivibratoires devient de plus en plus visible au fur et à mesure que les forces de coupe radiales aug-mentent.

Avec un petit angle d'attaque et un porte-à-faux réduit, la profon-deur de coupe maximum de la fraise peut être atteinte sans l'appa-rition de vibrations.

Stabilité croissante

16

2. Fraisage

Rapport entre le diamètre de la fraise et la profondeur de coupe radialeUn petit diamètre d'outil réduit la puissance consommée et le couple requis. Il réduit aussi les forces de déflexion. Le rapport entre le diamètre de la fraise et la profondeur de coupe radiale doit rester inférieur à la valeur maximum.

Géométrie de plaquetteLa géométrie de l'outil de coupe doit donner une coupe légère à moyenne.

Limites des outils Silent ToolsUne température élevée peut modifier les propriétés du système antivibratoire. Utiliser le refroidissement par air ou par arrosage par l'intérieur si possible. Une vitesse de rotation (n, tr/min) élevée peut aussi dégrader les propriétés antivibratoires.

17

2. Fraisage

Pas de la fraiseLorsque plusieurs plaquettes sont en contact avec la pièce, les risques de vibrations augmentent. Toutefois, en conservant une profondeur de coupe inférieure à la profondeur critique pour l'appa-rition de vibrations, il est plus productif d'avoir un grand nombre de plaquettes. Il convient de trouver un équilibre entre l'engagement radial et le pas de la fraise pour les meilleures performances. Dans la plupart des cas, un grand pas est le meilleur choix pour un usinage productif avec les outils antivibratoires.

Fraises à pas différentiel avec nombre réduit de pla-quettes. Premier choix pour les opérations instables ; effort de coupe réduit.

Fraises à pas régulier ou différentiel selon le con-cept. Nombre moyen de plaquettes. Premier choix pour l'ébauche si les condi-tions sont stables.

Fraises à pas régulier avec un nombre maximum de plaquettes. Premier choix pour une productivité éle-vée avec faible ae (plusieurs arêtes en contact).

Grand pas – L Pas réduit – M Pas fin – H

Fraise à pas différentielLes harmoniques provoquent des vibrations, aussi les fraises à pas différentiel sont-elles efficaces pour réduire les vibrations. Elles cassent les harmoniques et augmentent la stabilité, ce qui est particulièrement utile en cas de grande ae et de grand porte-à-faux.

18

Nya bilder från Borgs!

2. Fraisage

Indications pour la programmationEn règle générale, pour le surfaçage, la fraise doit être constam-ment en coupe. Il faut éviter les passes successives. Ceci permet de réduire le nombre des entrées et sorties de coupe et d'éviter les charges défavorables sur les arêtes de coupe susceptibles de provoquer des vibrations.

Interpolation circulaire en entrée

La fraise doit être engagée en permanence

Interpolation circulaire en entréeL'entrée en coupe par interpolation circulaire permet d'obtenir des copeaux fins en entrée et proches de zéro en sortie. Cette approche réduit la tendance aux vibrations favorisée par les copeaux épais en sortie.

19

2. Fraisage

Direction de fraisageLe fraisage en avalant est à privilégier dans la plupart des cas. Le fraisage en opposition est à préférer si la machine manque de puissance ou si la pièce est instable. Mais attention au fait que les forces de coupe ont tendance à soulever la pièce dans le fraisage en opposition. Il convient d'en tenir compte dans le bridage de la pièce.

20

2. Fraisage

Position et diamètreDans le surfaçage général, la fraise doit être 20 à 50 % plus grande que la largeur de coupe et elle doit être légèrement décalée par rapport à l'axe. Elle ne doit en aucun cas être centrée.

Si le diamètre de la fraise est inférieur à la largeur de la pièce, il est recommandé d'appliquer une largeur de coupe de 60 à 70 % du diamètre de la fraise au maximum.

En cas de rainurage dans le plein, il est très important de réduire le nombre de plaquettes en coupe pour éviter les vibrations.

21

2. Fraisage

Vue d'ensemble des produitsIl existe un grand choix d'adaptateurs de fraisage antivibratoires standard avec des attachements HSK ou Coromant Capto modu-laires.

Si aucun de nos adaptateurs standard ne convient, il est possible de demander une solution spéciale. Les solutions spéciales com-prennent des adaptateurs pour fraises-scies et des adaptateurs antivibratoires intégrés pour fraises deux tailles ou fraises cylin-driques deux tailles de grande taille.

Fraises en bout et fraises à surfacer-dresser

Adaptateurs antivibratoires pour fraises à surfacer et fraises à surfacer-dresser

CoroMill® 390D Adaptateurs antivibratoires– Coromant Capto

Adaptateurs antivibratoires– HSK

Queue cylindrique ou attache-ment Coromant Capto

Attachement Coromant Capto (C4, C5, C6 et C8)

Attachement HSK (HSK 63 et HSK 100)

Grand pas, pas réduit et pas fin Grand choix de têtes de coupe interchangeables

Grand choix de têtes de coupe interchangeables

DC: 20-40 mm(0.787-1.575 pouce)

Arrosage à travers l'outil Arrosage à travers l'outil

Porte-à-faux : ≤ 5 x BD BD: 40-80 mm(1.575-3.150 pouce)

BD: 63-100 mm(2.480-3.937 pouce)

DMM: 16-32 mm(0.750-1.500 pouce)

DMM: 16-27 mm(0.750-1.000 pouce)

Porte-à-faux: ≤ 8 x BD Porte-à-faux: ≤ 8 x BD

22

5 × BD 6 × BD 7 × BD 8 × BD

3.000 80

2.500 63

2.000 50

1.500 40

40

32

25

20

2. Fraisage

• Des fraises CoroMill 390 de 20 à 40 mm (0.787-1.575 pouce) avec dispositif antivibratoire intégré sont disponibles dans la gamme standard.

• A partir de 40 mm (1.575 pouce), il existe des adaptateurs anti-vibratoires Coromant Capto C4-C8 standard avec arrosage à travers le mandrin. En combinaison avec un cône de base, ces adaptateurs conviennent à la plupart des interfaces machines.

• Pour les machines avec attachement HSK, il existe des adaptateurs intégrés qui peuvent s'assembler avec les cônes de base Sandvik Coromant HSK.

Porte-à-faux LU/BD

Diam. adaptateur, BD

Pouces

Produits spéciaux

Adaptateurs Coromant Capto® et HSK pour outils rotatifsAdaptateurs antivibratoires pour fraises à surfacer et fraises à surfacer-dresser

CoroMill® 390DFraise en bout et fraise à surfacer-dresser

mm

23

2. Fraisage

CoroMill® 390D – Plage d'applicationsCoroMill 390D permet de doper la productivité avec les outils longs et minces, avec de bons résultats dans les machines horizontales ou verticales. Ce concept est fait pour favoriser l'accessibilité et l'efficacité dans l'usinage à proximité du mandrin dans les ma-chines multifonctions.

24

2. Fraisage

La gamme comporte des tailles Coromant Capto C5 et C6 ainsi que des queues cylindriques en diamètres de 20, 25, 32 et 40 mm (0.787, 0.984, 1.260 et 1.575 pouce) avec une longueur de 3 à 5 fois le diamètre de coupe, DC.

• Coromant Capto® C5

– Stabilité élevée– Grand choix de cônes de base– Premier choix pour l'accessibilité

• Coromant Capto® C6

– Stabilité élevée– Grand choix de cônes de base– Intégration dans les broches des machines multifonctions– Premier choix pour l'accessibilité

• Queues cylindriques

– Mandrins HydroGrip pour un serrage précis de la fraise– Mandrins à pinces

25

2. Fraisage

Cônes de base longs ou courtsEn combinant un montage sur mandrin des adaptateurs et des cônes de base de différentes longueurs, on peut obtenir des solutions pour la plupart des applications jusqu'à 8 x BD. Pour les porte-à-faux supérieurs à 8 x BD ou pour les besoins spéciaux, le meilleur choix est une solution spéciale.

Conventionnel/monobloc

Solution spéciale

26

3 x BD 4 x BD 5 x BD 6 x BD 7 x BD 8 x BD 9 x BD

3 x BD 4 x BD 5 x BD 6 x BD 7 x BD 8 x BD 9 x BD

2. Fraisage

Adaptateurs antivibratoires pour fraises à surfacer et fraises à surfacer-dresser

• Cx-391.05CD

• 392.41005CD

27

2. Fraisage

L'utilisation de Silent Tools dans une opération de fraisage d'épau-lement dans un corps de vanne a permis d'augmenter le débit copeaux et d'améliorer l'état de surface. Aucune vibration n'est apparue en dépit de l'augmentation de la vitesse et de la profon-deur de coupe ainsi que de la vitesse de la broche. Les résultats sont concluants : gain de productivité de 149 % et amortissement de l'investissement en neuf semaines !

Opération Fraisage d’un épaulement – Interpolation circulaire

Matière usinée CMC 09.1, K3.2.C.UT, Fonte nodulaire

Coût machine 195 EUR/heure

Volume usiné 179 (10.92)/pc cm3 (pouce3)

ZEFF 5

Longueur de l'assemblé 280 mm (11.024 pouce)

Référence Silent Tools

Adaptateur C6-391.05 CD-22 200

Tête de coupe R390-066 Q22-18M

Conditions de coupe

n (tr/min) 700 1352

vc (m/min (pieds/min)) 176 (577) 280 (918)

fz (mm (pouce)) 0.31 (0.012) 0.27 (0.010)

vf (mm/min (pouce/min)) 687 (27.05) 1 156 (45.52)

vfa (mm/min (pouce/min)) 8.0 (0.315) 19.0 (0.748)

AP (mm (pouce)) 4.0 (0.158) 6.0 (0.236)

ae (mm (pouce)) 18.59 (0.732) 18.59 (0.732)

Temps de cycle tot. 30.07 min 12.08 min

Durée de vie outil (nb pces) 10 20

Exemples d'applicationsPremier cas : corps de vanne

28

2. Fraisage

Opération Interpolation circulaireMatière usinée CMC 09.1Coût machine Euro 195Volume usiné Q=182 cm3/min (11.11 pouce3/min)ZEFF 6Longueur de l'assemblé 480 mm (18.9 pouce)

Conditions de coupe recommandées

ae, mm (pouce) 17.56 (0.691)n (tr/min) 900

vc (m/min (pieds/min)) 238 (780)

fz (mm (pouce)) 0.32 (0.013)

vfa (mm/min (pouce/min)) 24 (0.945)

AP (mm (pouce)) 6.0 (0.236)

Temps de cycle total, min 27.58

Durée de vie outil (nb pces) 10

Second cas : corps de vanne

29

2. Fraisage

Le corps de vanne a une longueur totale de 850 mm (33.46 pouces). Il est produit à 300 unités par an. En janvier 2012, le process a subit une légère modification. En raison de sa longueur, le corps de vanne devait être usiné à partir des deux côtés. La modification concernait la finition du diamètre intérieur à 140 mm (5.51 pouces) avec une longueur de coupe maximum de 425 mm (16.73 pouces).

Le process a été rationalisé. Les deux coupes d'alésage ébauche suivies d'une opération d'évacuation des copeaux et d'une opéra-tion de finition au Ø140 H7 ont été remplacées par une opération d'interpolation circulaire et un alésage finition. Un adaptateur de fraisage C8-391.05CD-27 360 a été utilisé en combinaison avec un cône de base et une fraise CoroMill 390 surdimensionnée pour obtenir une longueur d'assemblé de 480 mm (18.9 pouces).

Ce changement a fait économiser 22 000 euros par an au client. La durée d'amortissement a été de neuf semaines, soit 64 pièces. En outre, la durée de vie de l'outil est passée de 2 unités usinées à 10 !

Étapes d'usinage d'un côté

Référence Recommandation

Étape 1 Alésage ébauche jusqu'au diamètre 135 mm (5.31 pouces)

Interpolation circulaire jusqu'au diamètre 139.8 mm (5.50 pouces)

Étape 2 Alésage ébauche jusqu'au diamètre 139.8 mm (5.50 pouces)

Alésage finition jusqu'au diamètre 140 mm (5.51 pouces) H7

Étape 3 Évacuation des copeaux

Étape 4 Alésage finition jusqu'au diamètre 140 mm (5.51 pouces) H7

30

2. Fraisage

La poche mesure 457 x 457 x 406 mm (18 x 18 x 16 pouces). Les angles de la poche ont un rayon de 25.4 mm (1.0 pouce) qui nécessite une fraise de 50 mm (2.0 pouces). Le process en place était peu productif et, comme l'usinage de poches profondes deve-nait plus courant dans l'atelier, une augmentation de la productivité devenait nécessaire.

Un adaptateur de fraisage antivibratoire avec une allonge a été mis en place ainsi qu'une fraise CoroMill®210 équipée de plaquettes dans la nuance GC1040. Les objectifs de productivité ont ainsi pu être atteints. L'ancienne solution prenait 15 heures alors que la nouvelle solution Silent Tools prend moins de 7 heures.

Opération Fraisage d'une cavité profonde

Pièce Chambre creuse

Matière usinée CMC 01.2

Coût machine 90 EUR

Volume usiné 132 cm3/min (8.06 pouce3/min)

ZEFF 4


Conditions de coupe Outil concurrent Silent Tools

n (tr/min) 1100 1550

vc (m/min (pieds/min)) 176 (578) 249 (817.3)

fz (mm (pouce)) 0.46 (0.018) 0.41 (0.016)

vf (mm/min (pouce/min)) 2030 (80) 2540 (100)

AP (mm (pouce)) 0.50 (0.02) 1.02 (0.04)

ae (mm (pouce)) 51 (2.00) 51 (2.00)

Temps de cycle tot. 900 min 400 min

Temps de cycle tot. (nb pces) 0.1 0.25

31

2. Fraisage

Trucs et astuces, synthèseGéométries et nuances de plaquettesChoisir un petit arrondi d'arête (ER). Remplacer le revêtement épais par un revêtement mince. Au besoin, utiliser des plaquettes non revêtues. Utiliser des plaquettes positives à arêtes vives avec roule-copeaux.

Angle d’attaquePlus l'angle d'attaque est petit, plus les copeaux sont fins et plus ils s'étendent le long de l'arête de coupe. Ceci autorise une avance à la dent plus élevée. Un petit angle d'attaque permet aussi de diriger une plus grande partie des forces de coupe dans le sens axial et de réduire ainsi les risques de vibrations.

Pas de la fraise Dans la plupart des cas, un grand pas est le meilleur choix pour un usinage productif avec les outils antivibratoires. Un grand pas ralentit les changements de direction des forces de coupe. Le nombre réduit de plaquettes permet souvent d'augmenter de manière significative la profondeur de coupe axiale.

Avance à la dentUne grande avance à la dent peut contribuer à donner une charge constante sur la broche machine et à empêcher le jeu des roule-ments.

32

2. Fraisage

Rechercher le débit copeaux maximumUtiliser une ae entre 60 et 80 % comme valeur de départ si pos-sible. Réduire le nombre de plaquettes pour augmenter Q. Ceci est particulièrement important en cas d'engagement dans une rainure dans le plein.

Évacuation des copeauxUtiliser l'air comprimé pour prévenir la recoupe des copeaux. Ceci est particulièrement important lors du fraisage dans des cavités profondes. Nota : les fraises à grand pas offrent plus de place pour l'évacuation des copeaux.

Entrées et sortiesÉviter les situations où l'axe de la fraise est aligné sur le bord de la pièce. En effet, dans ces situations, les plaquettes sortent de coupe alors que l'épaisseur de copeau est à son maximum, ce qui produit des charges (chocs) très élevées en entrée et en sortie.

33

3. Tournage

3. TournagePrincipales considérationsLa stabilité du bridage et une hauteur de centre correcte sont deux facteurs importants pour obtenir de bonnes tolérances dimension-nelles et un bon état de surface. Les barres d'alésage cylindriques doivent être serrées dans un porte-outil à manchon fendu pour que la surface de contact soit maximale. Les manchons EasyFix offrent le serrage le plus stable et un positionnement de la hauteur de centre correct. La hauteur de centre influence tant l'angle d'attaque que la force de coupe sur l'outil.

La tolérance recommandée sur le serrage est ISO H7. Nous recom-mandons aussi l'utilisation de manchons faits dans un matériau d'une dureté minimum de 45 HRC pour éviter la déformation. Ne jamais utiliser de vis en contact direct avec la barre pour éviter tout dommage sur celle-ci.

En cas d'usinage avec des porte-à-faux importants, il ne faut jamais sous-estimer l'importance d'un serrage correct.

34

10xBD 4xBD

BD

3. Tournage

Barres d'alésage : généralités• Un état de surface de ~1 µm est nécessaire pour garantir un bon

contact pour le serrage

• La longueur de serrage recommandée est de 4 × BD. Si cela est possible, nous recommandons une longueur de serrage de 6 × BD pour les barres d'alésage de plus de 200 mm (7.87 pouces).

• Serrer les barres d'alésage cylindriques dans un manchon fendu. La tolérance de serrage recommandée est ISO H7.

• Utiliser des manchons fendus faits dans une matière d'une dureté de 45 HRC au minimum pour éviter la déformation.

• Pour les grandes barres, utiliser des bagues doubles.

• Pour une bonne stabilité, utiliser des porte-barres d'alésage fendus.

La conception et les dimensions de la pièce décident du diamètre et de la longueur de la barre d'alésage. Pour une bonne stabilité du serrage, utiliser de préférence un attachement Coromant Capto ou un manchon fendu. Le diamètre de l'alésage et la longueur néces-saire pour atteindre le fond déterminent le type de barre d'alésage à utiliser.

1-1,5 x BD

35

3. Tournage

Serrage des barres antivibratoires Silent ToolsEn raison de la conception de la tourelle des tours CNC ou de la flexibilité des machines multifonctions, la rigidité est généralement réduite. Les tourelles de petite largeur réduisent le rapport entre la longueur de serrage et le diamètre de la barre pour les grandes barres d'alésage cylindriques. Par conséquent, la stabilité du montage est réduite.

Les attachements Coromant Capto peuvent représenter une bonne solution pour les tours à tourelle. Ils réduisent le besoin en manchons longs et donnent un montage stable, avec les avantages du changement rapide d'outils en plus.

L'importance d'un serrage correct ne doit pas être sous estimée. Ces photos montrent la différence de l'état de surface obtenu 1) avec un serrage incor-rect, 2) avec serrage dans un manchon fendu.

36

3. Tournage

Tours à banc platPar rapport aux tours à tourelle, les tours à banc plat avec poste outil sont souvent plus rigides et stables et ils peuvent recevoir des barres d'alésage plus longues et de plus grand diamètre. Les limites éventuelles de ces machines sont imposées par le poste outil, par leur taille et par la rigidité de leur conception.

La stabilité des coulisseaux et glissières est un facteur important pour obtenir de bons résultats avec de grandes barres d'alésage antivibratoires Silent Tools. Pour de meilleurs résultats, le serrage du poste outil doit reposer sur de grandes glissières conçues avec les glissières transversales largement écartées, au moins autant que la longueur de serrage, 4 x BD. Nota : le poids augmente beau-coup avec la taille de la barre :

• Diamètre 100 mm (3.94 pouce) = 88 kg (194.0 lb)

• Diamètre 120 mm (4.72 pouce) = 140 kg (308.7 lb)

Le meilleur type de poste outil est le type à châssis en A où la barre se monte directement par le des-sus, entre les coulisseaux de la machine.

37

3. Tournage

Pour obtenir les meilleures performances avec une barre d'alé-sage, le contact, la conception et les tolérances dimensionnelles du serrage sont des paramètres importants. La meilleure stabilité s'obtient avec les porte-outils qui enserrent la barre complètement. Les porte-barre en V et les porte-barres cylindriques à vis ne sont pas recommandés.

Attachement double pour barre de 300 mm (11.81 pouces) de diamètre. La distance entre les coulisseaux transversaux est de 1200 mm (47.24 pouces) (4 x BD).

38

3. Tournage

Outil de réglage de la hauteur de centrePour toutes les barres CoroTurn SL cylin-driques, il existe une méthode simple et rapide pour régler avec précision la hauteur de centre de l'arête de coupe :

1. Fixer l'outil de réglage à l'interface striée de la barre d'alésage

2. Faire tourner la barre pour la mettre dans la bonne position

3. La barre est parallèle lorsque la bulle est au centre

La barre fléchit légèrement pendant l'usinage, mais le montage correct se fait sur l'axe.

Il est aussi possible d'effectuer le réglage avec un étalon de réglage de la hauteur de centre ou avec un niveau cross-test.

Barre d'alésage antivibratoire CoroTurn SL à changement rapide de 300 mm (11.81 pouces) avec porte-à-faux de 10 x BD.

39

3. Tournage

Pression et directionPour obtenir une bonne durée de vie et une meilleure sécurité des process, utiliser l'arrosage dirigé vers la zone de coupe. Avec les outils équipés de têtes SL à changement rapide, les buses d'arro-sage doivent être réglées manuellement pour que le liquide de coupe atteigne la zone de coupe. On obtient de meilleurs résultats avec des outils équipés de l'arrosage par l'intérieur avec plusieurs buses. Ceci est tout aussi important pour le tournage intérieur avec de grands porte-à-faux. Pour couper l'arrivée de liquide de coupe, utiliser une clé six-pans.

Il est essentiel d'avoir suffisamment de dégagement entre la barre d'alésage et les parois intérieures de l'alésage pour que l'évacua-tion des copeaux puisse se faire sans obstruction et pour éviter la déflexion radiale. Pour un diamètre d'alésage de 100 mm (3.94 pouces), utiliser une barre d'un diamètre de 80 mm (3.15 pouces). Ce diamètre donne un dégagement suffisant pour l'évacuation des copeaux et il élimine tout risque de dommage pour l'outil et la pièce.

Le liquide de coupe peut être appliqué par l'arrière de la barre d'alé-sage en utilisant des raccords de taille courante avec filetage BSP (Brisish Standard Pipe). Les barres d'alésage antivibratoires Sandvik Coromant sont équipées d'une entrée de liquide de coupe pré-filetée.

40

3. Tournage

Technologie d'arrosage d'avant-gardeLa technologie d'arrosage d'avant-garde de Sandvik Coromant est un concept unique qui optimise l'utilisation du liquide de coupe dans l'usinage sous arrosage. L'arrosage dirigé avec précision sur la zone de coupe permet un refroidissement plus efficace et une excellente fragmentation des copeaux, même dans les matières difficiles, quelle que soit la pression d'arrosage.

• Avec des pressions basses (jusqu'à ~30 bars/435 PSI), les porte-outils HP de Sandvik Coromant donnent de meilleures performances que les porte-outils conventionnels grâce à la précision des jets d'arrosage.

• Avec des pressions plus élevées (supérieures à 30 bars/435 PSI), la solution la plus productive est d'utiliser des porte-outils HP de Sandvik Coromant en combinaison avec des géométries de plaquettes spécifiques pour l'arrosage haute pression. Plus la pression est élevée, plus il est facile d'usiner les matières les plus exigeantes et d'obtenir d'excellents résultats. Il est parfois nécessaire d'avoir un débit de liquide de coupe important pour évacuer les copeaux d'un alésage.

Les adaptateurs Silent Tools sont conçus pour une pression d'arro-sage de 70 bars (1015 PSI), sauf les barres de 100 mm (3.94 pouces) qui sont limitées à une pression de 50 bars (725 PSI).

41

3. Tournage

Facteurs influençant les vibrationsPour réduire les vibrations :

• Utiliser un grand angle d'attaque et un angle de coupe positif

• Utiliser un grand rayon de bec et un grand angle de pointe

• Utiliser une macro géométrie positive

• Contrôler le schéma d'usure et le traitement ER de la micro géométrie

• La profondeur de coupe doit être plus grande que le rayon de bec.

Des forces radiales réduites provoquent moins de déflexion radiale et moins de problèmes de vibrations. On obtient les meilleurs résultats avec des profondeurs de coupe radiales plus grandes que le rayon de bec en cas d'utilisation d'un angle d'attaque de 90°. Si la profondeur de coupe radiale est plus petite, on obtient des résultats comparables avec un angle d'attaque de 45°.

Tendance aux vibrations

Angle d'attaque et angle de coupe

Rayon de bec et angle de pointe, mm (pouces)

Macro géométrie

Micro géométrie

Profondeur de coupe en fonction du rayon de bec

42

3. Tournage

Nota : le changement de direction des forces peut réduire la déflexion :

• Un angle d'attaque aussi proche que possible de 90° augmente la partie de la force d'avance qui revient de la pièce dans la di-rection axiale. Les forces axiales provoquent moins de déflexion de l'outil que des forces radiales équivalentes.

• Pour le tournage intérieur, l'angle d'attaque ne doit jamais être inférieur à 75°.

• Plus l'angle de coupe est positif, plus les forces de coupe néces-saires pour usiner la pièce sont réduites. Par conséquent, la déflexion est moins grande.

• Une réduction de la force dans la direction radiale réduit la déflexion radiale

43

3. Tournage

Direction de la force : principalement axiale

Direction de la force : axiale et radiale

Ft = forces tangentielles ; Fr = forces radiales

Un angle de coupe négatif augmente les forces de coupe

Un angle de coupe positif réduit les forces de coupe

44

3. Tournage

Angle de pointe de la plaquetteChoisir la forme de plaquette en fonction de l'angle d'attaque et des contraintes d'accessibilité de l'outil. En règle générale, il faut toujours choisir le plus petit rayon de bec possible afin de réduire les risques de vibrations. Le choix de l'angle de pointe doit suivre l'une des deux options ci-dessous :

• Un petit angle de pointe améliore la stabilité de l'outil, offre un bon dégagement de la surface de dépouille et produit de faibles variations de la section copeaux en cas de vibrations de l'outil dans le sens radial

• Un grand angle de pointe de plaquette offre plus de résistance et de fiabilité, mais demande aussi plus de puissance machine étant donné que la longueur d'arête engagée en coupe est plus grande

45

3. Tournage

Géométries positivesLes géométries positives et les angles de coupe positifs produisent des forces de coupe moins élevées et une déflexion de l'outil plus petite. Il convient donc de choisir la géométrie la plus positive possible avec un brise-copeaux adaptée aux conditions de coupe appliquées. La résistance à l'usure et la résistance de l'arête sont un peu moins bonnes, tout comme le contrôle des copeaux. Le contrôle des vibrations demande toujours des compromis.

Plaquettes WiperLes plaquettes Wiper ne sont généralement pas le premier choix pour éviter les vibrations car elles produisent des forces de coupe et une déflexion radiale plus importantes qui sont difficiles à contrer. Mais si les conditions sont stables, les plaquettes Wiper peuvent apporter des avantages significatifs en termes d'états de surface et de conditions de coupe.

46

3. Tournage

Arrondi d'arêteUn petit arrondi d'arête (ER) donne des forces de coupe plus faibles dans toutes les directions. Il en résulte une action de coupe plus facile et une meilleure résistance de l'outil à la déflexion. Les plaquettes rectifiées on un arrondi d'arête plus petit que les pla-quettes brutes de frittage. Ceci vaut aussi pour les plaquettes non revêtues et les plaquettes à revêtement mince.

M = Plaquette brute de frittage G = Plaquette rectifiée, normale-ment avec un ER plus petit

E = Plaquette rectifiée pour des tolérances plus serrées ; arêtes vives

47

3. Tournage

Conditions de coupeUne usure excessive des plaquettes, par exemple en dépouille, peut modifier le dégagement entre l'outil et la matière et provoquer des vibrations ; elle doit donc être évitée.

Vitesse de coupe, vc

Une vitesse de coupe correcte permet d'éviter la formation d'arêtes rapportées qui ont des conséquences sur les états de surface, les forces de coupe et la durée de vie de l'outil.

• Une vitesse de coupe excessive peut provoquer une usure en dépouille qui réduit la sécurité et la fiabilité du process en raison de bourrages copeaux, de problèmes d'évacuation des copeaux ou en raison de la rupture de la plaquette, surtout lors de l'usi-nage à l'intérieur d'alésages profonds.

• Les vitesses de coupe trop faibles produisent des arêtes rappor-tées

• Un schéma d'usure irrégulier réduit la durée de vie de l'outil et la qualité des états de surface. Le schéma d'usure doit donc être observé avec soin.

• La matière usinée a une grande influence sur la vitesse de coupe

48

3. Tournage

Profondeur de coupe, AP, et avance, fn

La combinaison de AP et fn est importante pour obtenir la meilleure section copeaux possible. Deux règles générales :

• Programmer une AP plus grande que le rayon de bec

• Programmer une fn de 25% du rayon de bec au minimum, selon l'état de surface requis

Une des premières mesures à appliquer en cas de vibrations lors de l'usinage avec un grand porte-à-faux est d'augmenter l'avance ; en second lieu, modifier la vitesse de coupe. En général, les meil-leurs résultats s'obtiennent en augmentant l'avance.

Section copeau• Si la section copeau est trop importante, les forces de coupe

sont trop élevées

• Si la section copeau est trop petite, l'outil risque de frotter sur la pièce au lieu de couper

49

3. Tournage

Premier cas : Tournage de vis à boueUne entreprise du secteur du pétrole et du gaz usinant des vis à boue a fait venir Sandvik Coromant dans son atelier pour essayer une solution Silent Tools car la solution en place n'était pas assez stable. Grâce à la stabilité de la barre Silent Tools et à la possi-bilité d'appliquer des conditions de coupe plus élevées, le temps d'usinage a pu être réduit de neuf minutes par pièce.

Opération Tournage

Pièce Vis à boue

Matière usinée CMC 20.32 (Stellite Nuance 6)



Adaptateur A24T-DTFNR3 A570-4C D28-15 40

Plaquette TNMG 332-MS VP-05RT SNMG 432-SM

Nuance VP05RT GC 1105

Conditions de coupe

n, tr/min: 171.98 275.17

Dm mm (pouce): 56 (2.20) 56 (2.20)

vc m/min (pieds/min) 30 (100) 49 (160)

fn mm/tr (pouce/tr) 0.08 (0.003) 0.10 (0.004)

AP mm (pouce) 2.5 (0.10) 2.5 (0.10)


Temps de cycle tot., min 21.51 10.08 min

Augmentation de la productivité 113%

50

3. Tournage

Exemples d'applicationsSecond cas : tournage intérieurLe tournage intérieur est très sensible aux vibrations. Le choix des outils est limité par le diamètre de l'alésage à usiner et par sa longueur qui détermine la longueur de porte-à-faux requise.

Choisir le plus petit porte-à-faux et le plus grand diamètre de barre possibles pour obtenir la meilleure précision et la meilleure stabilité. Pour le tournage intérieur, le premier choix est une barre d'alésage antivibratoire Silent Tools.

Chez un client qui effectuait une opération d'ébauche légère intérieure typique sur une collerette, la mise en place d'une barre d'alésage antivibratoire s'est avérée très avantageuse. La sup-pression des vibrations a, en effet, permis de doubler la vitesse de broche, de réduire le temps de cycle d'un tiers et d'augmenter la productivité de 188%.

51

3. Tournage

Opération Usinage intérieur général, ébauche légère

Pièce Collerette

Matière usinée CMC 01.1, P1.1.Z.AN, acier faiblement allié

Coût machine EUR/heure : 75

Heures travaillées/semaine 80

Utilisation adaptateur antivibratoire 44%

Volume usiné/pièce cm3 (pouce3) 54 (3.295)

Longueur de l'assemblé mm (pouces)

406 (15.984)

Référence Silent tools

Adaptateur C6-570-3C 40 368

Tête de coupe 570-DCLNL-40-12-L

Conditions de coupe

n, tr/min: 424 955

Dm mm (pouce): 60 (2.360) 60 (2.360)

vc m/min (pieds/min) 80 (263) 180 (591)

fn mm/tr (pouce/tr) 0.1 (0.004) 0.15 (0.006)

AP mm (pouce) 1.0 (0.040) 2.0 (0.079)


Durée de vie outil (nb pces) 1.5 2.65


52

3. Tournage

Troisième cas : palier de roulement avec brideLe client rencontrait beaucoup de problèmes de vibrations et il a demandé à Sandvik Coromant une solution plus productive. En met-tant en place une barre d'alésage A570-3C D32 27-40, il a été pos-sible d'éliminer une des deux opérations d'alésage et d'augmenter la productivité de manière significative. Commentaire du client :

« Non seulement mes opérations d'alésage sont devenues silen-cieuses, mais les employés qui disaient que l'outil Sandvik Coromant ne ferait pas l'affaire se sont aussi tus. »

Matière CMC 02.1

Machine Dainichi

Pièce Palier de roulement avec bride

Opération Alésage ébauche


Adaptateur A570-3CD3227-40

Tête de coupe SL-PTFNL-40-16HP

Plaquette TNMG 332-QM GC4215

Conditions de coupe

n, tr/min 227 340

Dm mm (pouce) 94 (3.7) 94 (3.7)

vc m/min (pieds/min) 67 (220) 99 (325)

fn mm/tr (pouce/tr) 0.36 (0.014) 0.41 (0.016)

AP mm (pouce) 3.2 (0.125) 3.2 (0.125)

Temps de cycle tot., min 28 15



53

3. Tournage

Quatrième cas : BrocheLa production de broches comporte surtout des opérations intérieures et le process en place comportait deux opérations de tournage à partir des deux côtés. Le client rencontrait deux pro-blèmes : des vibrations et le besoin de simplifier le process. Avec une barre d'alésage Silent Tools de 5.3xBD, le tournage a pu être effectué entièrement à partir d'un seul côté, ce qui a fait gagner du temps au client.

Matière E200 Boehler/ 18CrNiMo7

Machine Mazak integrex 300


Pièce Broche

Opération Alésage intérieur


Adaptateur C6-570-3C 32 159

Tête de coupe 570-DWLNL-32-08-LE

Plaquette WNMG 080408-PM GC4225

Conditions de coupe

n, tr/min 509 1146

Dm mm (pouce) 50 (1.97) 50 (1.97)

vc m/min (pieds/min) 80 (262) 180 (590)

fn mm/tr (pouce/tr) 0.1 (0.004) 0.15 (0.006)

AP mm (pouce) 1 (0.039) 1 (0.039)

Temps de cycle tot., min 68.5 5.95



54

3. Tournage

Vue d'ensemble des produitsLe choix d'une barre d'alésage a un impact important sur l'éco-nomie de la production. Le programme de Sandvik Coromant est complet et couvre la plage de diamètres de 10 à 100 millimètres (0.394 à 3.94 pouces) en standard, ce qui permet de les obtenir en 24 heures. En dehors des diamètres standard, des outils spé-ciaux jusqu'à 600 millimètres (23.6 pouces) sont disponibles.

Des porte-à-faux de 3 à 14 x BD sont disponibles. Avec Coromant Capto, les diamètres vont de 16 à 100 millimètres (0.63 à 3.94 pouces).

La productivité avec les petits porte-à-fauxPour les porte-à-faux jusqu'à 4 x BD, il est généralement possible d'utiliser une barre acier ou carbure, mais il est aussi possible d'utiliser une barre Silent Tools pour profiter d'une bien meilleure productivité. Des porte-à-faux jusqu'à 10 x BD sont généralement possibles avec des barres d'alésage antivibratoires acier pour des process satisfaisants. Au delà de 10 x BD, il faut utiliser des barres d'alésage renforcées au carbure en raison de la déflexion et des vibrations.

55

CoroTurn® SL – QC

CoroTurn® SL – QC

CoroTurn® SL

CoroTurn® SL

3. Tournage

En utilisant des barres d'alésage antivibratoires Silent Tools avec des têtes de coupe, seule la tête est à changer si le logement de plaquette est abîmé.

Il existe une offre complète avec environ 500 têtes de coupe pour le tournage général, le tronçonnage, les gorges et le filetage, y compris avec le système à changement rapide QS en diamètres 32 et 80 mm (1.26 et 3.15 pouces). Il existe aussi un programme spécifique de têtes de coupe CoroTurn HP (pour l'arrosage haute pression).

Diamètre de barre d'alésage,BD (mm)

Produits spéciaux

Intégré

Porte-à-faux maxi.

Barres d'alésage antivibratoires acier

Barres d'alésage antivibratoires renforcées

au carbure

56

CoroTurn® SL

3. Tournage

La combinaison de têtes de coupe avec des barres d'alésage antivibratoires Silent Tools apporte une grande flexibilité avec diffé-rentes têtes de coupe pour différentes applications.

Les grandes barres d'alésage cylindriques existent avec différents attachements, par exemple les systèmes à changement rapide Coromant Capto ou SL Quick Change.

57

CoroTurn® SL

3. Tournage

58

4 x BD 3 x BD 3 x BD


10 x BD 5 x BD* 5 x BD*


3. Tournage

Types de barresLe tournage intérieur est très sensible aux vibrations. Réduire le porte-à-faux de l'outil et choisir la plus grande taille possible d'outil pour obtenir la meilleure stabilité et la meilleure précision possibles. Pour le tournage intérieur avec des barres d'alésage antivibratoires acier, le premier choix de barre est le type 570-3C.

Pour les gorges et pour les opérations de filetage ébauche dans lesquelles les forces radiales sont plus élevées qu'en tournage, le type de barre recommandé est 570-4C.

Le tableau ci-dessous indique le porte-à-faux maximum recomman-dé pour différents types de barres.

La rigidité statique des barres renforcées au carbure est environ 2,5 fois supérieure à celle des barres acier d'une longueur égale.

Type de barre

Barres d'alésage acier

Tournage Gorges Filetage

Barres d'alésage carbure

Barres d'alésage antivibratoires acier

Barres d'alésage antivibratoires renforcées au carbure

* Barres 570-4C

Les systèmes antivibratoires diffèrent en fonction de la longueur du porte-à-faux :

59

3. Tournage

Sélectionner le matériau de la barre en fonction du rapport lon-gueur/diamètre. Les barres carbure une meilleure rigidité statique que les barres acier et autorisent donc des porte-à-faux plus longs.

La figure ci-dessous indique le choix des matériaux des barres en fonction du rapport longueur/diamètre.

Le filetage et les gorges produisent plus de forces de coupe radiales que le tournage, ce qui limite le porte-à-faux maximum recommandé. Avec un mécanisme antivibratoire, la rigidité statique est plus élevée et il est possible d'avoir des porte-à-faux plus longs.

1 = Barre acier monobloc

2 = Barres carbure

3 = Acier, antivibratoire, version courte 4–7 x BD

4 = Acier, antivibratoire, version longue 7–10 x BD

5 = Barre d'alésage antivibra-toire renforcée au carbure 10–12 x BD & 12–14 x BD

60

3. Tournage

Trucs et astuces, synthèseRéduire les risques de vibrations en sélectionnant le plus grand diamètre et le plus petit porte-à-faux possibles. Utiliser la longueur de serrage recommandée, minimum 4 x BD.

Le tronçonnage des barres renforcées au carbure de plus de 10 x BD n'est pas autorisé. Avec les barres 570-4C, il est pos-sible de les serrer au niveau du mécanisme antivibratoire, mais pas avec les barres 3C. La longueur de serrage des barres 570-3C version courte tronçonnées à leur longueur minimum ne doit pas dépasser 3 x BD afin de ne pas serrer le mécanisme antivibratoire. Ne jamais tronçonner les barres 570-3C d'un diamètre > 100 mm (3.94 pouces).

61

3. Tournage

Deux lignes sur la barre indiquent la lon-gueur de porte-à-faux minimum et maxi-mum. Il convient de vérifier si le porte-à-faux est compris dans ces limites. Le fonction-nement du système antivibratoire n'est pas garanti en dehors de cette plage.

Modification des barres standard

Diamètre de barre L, Longueur min. après tronçonnage

BDVersion courte

4–7 × BD

Version longue

7–10 × BD

mm mm mm

16 100 155

20 125 200

25 155 255

32 190 320

40 240 410

50 305 520

60 380 630

80 630 630

100 770 770

Nous recommandons une longueur de serrage de 4 x BD

Diamètre de barre L, Longueur min. après tronçonnage

BDVersion courte

4–7 × BD

Version longue

7–10 × BD

Pouces Pouces Pouces

0.625 4 7

0.750 5 8

1.000 7 11

1.250 8 13

1.500 10 17

1.750 10.4 18

2.000 12 21

2.500 15 25

3 20 20

4 30.3 30.3

Nous recommandons une longueur de serrage minimum de 4 × BD

62

3. Tournage

Évacuation des copeauxPour obtenir une bonne évacuation des copeaux, utiliser un porte-outil avec arrosage par l'intérieur et une géométrie de plaquette produisant des copeaux courts et enroulés. En cas de problèmes d'évacuation des copeaux, essayer d'augmenter le débit d'arro-sage, de changer la géométrie de la plaquette ou d'augmenter la vitesse de coupe de manière à obtenir des copeaux plus courts.

Il est aussi possible de changer la trajectoire de l'outil. Les unités de coupe inversées permettent une meilleure évacuation des copeaux.

Veiller à ce qu'il y ait suffisamment de place pour les copeaux entre la barre et le trou. Sinon l'outil peut compresser les copeaux contre la surface, ce qui est susceptible d'endommager tant la pièce que l'outil.

Réglage des busesUtiliser une clé six pans pour ouvrir ou fermer l'adduction de liquide de coupe. Avec les outils équipés de têtes SL à changement rapide, les buses d'arrosage se règlent avec la même clé.

Plaquettes WiperPour de meilleurs états de surface et pour une productivité plus élevée, il est possible d'utiliser des plaquettes Wiper si les conditions sont stables. Recommandations générales pour les plaquettes Wiper : augmenter l'avance et sélectionner un plus petit rayon de bec.

63

∆AP

3-5º 0,5 x ∆AP

3. Tournage

Filetage intérieurPour réduire les risques de vibrations, appliquer les mesures suivantes :

• Pénétration oblique modifiée

• Pénétration par passe : jamais plus de 0.2 mm (0.008 pouce) et jamais moins de 0.06 mm (0.002 pouce)

• Passe finale : toujours réduire la vitesse de pénétration

• Utiliser une géométrie vive pour avoir des forces de coupe plus faibles.

Pour favoriser l'évacuation des copeaux :

• Utiliser la pénétration oblique modifiée pour diriger les copeaux vers l'entrée du trou

• Travailler de l'intérieur vers l'extérieur avec des conditions stables. Choisir le bord gauche ou droit pour diriger le flux des copeaux.

• Utiliser l'arrosage pour favoriser l'évacuation des copeaux.

Direction de l'avance de l'intérieur vers l'extérieur

La pénétration oblique modifiée dirige les copeaux vers l'extérieur du trou

Direction des copeaux

Direction de l'avance

64

3. Tournage

Usinage de gorges intérieures et profilage intérieurLes mesures suivantes permettent de réduire les risques de vibrations :

• Le montage doit avoir le plus petit porte-à-faux possible et une géométrie avec une coupe aussi légère que possible.

• Utiliser des plaquettes plus petites et faire plusieurs passes au lieu d'une seule.

• Commencer par l'extérieur et effectuer des passes avec chevau-chement en progressant vers l'intérieur pour faciliter l'évacuation des copeaux.

• L'opération de finition peut s'effectuer en tournage latéral. Com-mencer par l'intérieur et progresser vers l'extérieur.

• Le ramping/tournage peut améliorer le contrôle des copeaux et peut contribuer à réduire les vibrations.

• Utiliser des plaquettes à droite ou à gauche pour diriger les copeaux dans le bon sens en ébauche.

Montage conventionnelSi la barre est montée de manière conventionnelle, les forces de coupe poussent la plaquette vers le bas.

Montage alternatifEn montant la barre à l'envers, les forces de coupe changent de direction, ce qui améliore la stabilité. Ceci peut aussi améliorer l'évacuation des copeaux. Cette approche doit être mise en œuvre avec précaution, même avec les petits diamètres. Si la force de coupe devient nulle à cause d'une interruption de coupe, la barre rebondit contre la pièce dans la direction du tournage et subit un choc qui peut l'endommager ainsi que la pièce.

65

3. Tournage

Entretien et manipulationPour conserver de bonnes performances, nettoyer toutes les pièces et les lubrifier avec de l'huile au moins une fois par an. La lubrifica-tion doit être appliquée aux vis lorsque c'est nécessaire. Rempla-cer les rondelles et vis usées ou endommagées.

En raison de la minceur de leurs parois, les barres antivibratoires peuvent se déformer facilement. Lors de l'assemblage, veiller à ce que les barres soient maintenues correctement. Toujours vérifier le serrage lors de l'utilisation de produits Silent Tools. Utiliser une clé dynamométrique pour un serrage correct des vis.

66

3. Tournage

Synthèse : comment éviter les vibrationsAugmenter la rigidité statique• Vérifier le serrage et le montage

• Utiliser un attachement Coromant Capto ou un manchon fendu

• Utiliser le plus petit porte-à-faux et le plus grand diamètre possibles

• Matière renforcée (barres d'alésage)

Augmenter la rigidité dynamique• Petit angle de pointe de plaquette

• Outils antivibratoires

• Réduire le plus possible le poids à l'avant de l'outil

Réduction des forces de coupe • Angle de coupe positif

• Géométrie de plaquette positive avec petit ER

Éviter la déflexion• Direction des forces de coupe axiale plutôt que radiale

• Angle d'attaque proche de 90°

• Profondeur de coupe plus grande que le rayon de bec

Faciliter le contrôle des copeaux• Augmenter le débit d'arrosage

• Dégagement entre l'outil et la pièce

• Vérifier si les copeaux sont complètement évacués

Nota !Veiller à ne pas surcharger les barres d'alésage antivibratoires. La charge maximum est indiquée sur les barres. Il est aussi possible de retrouver ces informations sur www.sandvik.coromant.com/knowledge.

67

BD

Vc

LB/BD

-PR

-WM

Vc

LB/BD4 5 6

4. Alésage

4. AlésagePrincipales considérationsLes outils d'alésage Silent Tools ont une longueur maximum de six fois le diamètre de l'alésage de la pièce. Pour les profondeurs plus importantes, il faut utiliser une solution spéciale.

Nous recommandons l'utilisation de barres Silent Tools pour tous les porte-à-faux de plus de 4 x BD.

Porte-à-faux de l'outil et diamètre

• Choisir la plus grande taille Coromant Capto possible

• Choisir le cône de base le plus court possible

• Si possible, utiliser un cône de base pour usinage lourd

• Pour les porte-à-faux de plus de 4 x BD, utiliser des outils spécifiques, par ex. Silent Tools.

Vitesse de coupe et porte-à-faux en fonction des géométries

Vitesse de coupe et porte-à-faux avec adapta-teurs conventionnels ou antivibratoires

Conventionnel

Adaptateur antivibratoire

68

4. Alésage

Forme de plaquette et angle d'attaqueUtiliser un angle d'attaque de 90° pour l'ébauche et de 92° pour la finition. La réduction des forces radiales permet de réduire la dé-flexion radiale et les vibrations. Les plaquettes triangulaires (type T) sont le premier choix pour les opérations d'alésage. Les plaquettes CoroTurn® 107 conviennent à ces besoins et sont le premier choix.

Rayon de becLe rayon de bec, RE, de la plaquette est un facteur clé dans les opérations de tournage. Le choix du rayon de bec dépend de

• la profondeur de coupe, AP

• l'avance, fn

et il influence

• l'état de surface

• la fragmentation des copeaux

• la résistance de la plaquette.

Petit rayon de bec• Idéal pour les petites profondeurs de coupe

• Réduit les vibrations

• Réduit la résistance de la plaquette

Grand rayon de bec• Avances élevées

• Grandes profondeurs de coupe

• Arête plus résistante

• Forces de coupe radiales plus élevées.

69

4. Alésage

Force principalement dans le sens axial Force à la fois dans le sens axial et radial

Rayon de bec et profondeur de coupeLes forces radiales qui éloignent la plaquette de la surface usinée se transforment en forces axiales lorsque la profondeur de coupe augmente. Le rayon de bec influence aussi la formation des copeaux. En général, les petits rayons de bec donnent une meil-leure fragmentation des copeaux. En règle générale, la profondeur de coupe doit être au moins égale à 2/3 du rayon de bec ou à la moitié de celui-ci dans la direction de l'avance.

Valeurs de départ de l'avance en fonction du rayon de bec

Taille du rayon de bec (mm)

0.4 0.8 1.2

Avance (mm/tr)

0.17 0.22 0.27

70

4. Alésage

Alésage ébaucheSélectionner une géométrie d'ébauche, à moins qu'une petite pro-fondeur de coupe ne soit nécessaire. Pour les petites profondeurs de coupe, utiliser une géométrie de semi-finition. Rayon de bec recommandé : 0.8 mm (0.031 pouce), ou, en cas de problèmes, 0.4 mm (0.016 pouce). En cas de problèmes importants, essayer de n'utiliser qu'une seule plaquette.

Avec les outils d'alésage ébauche antivibratoires de Sandvik Coromant, trois montages différents sont possibles :

• Alésage productif : deux plaquettes réglées au même diamètre et à la même longueur

• Alésage décalé : cale-support supplémentaire sous l'un des coulisseaux

• Alésage à plaquette unique : un des coulisseaux est supprimé et remplacé par un faux-coulisseau

Coulisseau et plaquette d'alésage ébauche

71

4. Alésage

Alésage à plaquette unique

Alésage productif

Alésage décalé

Alésage productifAlésage avec deux plaquettes. Convient à l'ébauche, tolérance IT9 ou plus, débits copeaux importants. L'avance s'obtient en multi-pliant l'avance par le nombre de plaquettes. (fn=fz x ZEFF)

Alésage décaléEn ajoutant une cale-support sous l'un des coulisseaux, chaque plaquette ne coupe que la moitié intérieure de la coupe radiale souhaitée, produisant un alésage décalé. Cette méthode convient lorsqu'on veut effectuer une coupe radiale supérieure à la pro-fondeur de coupe radiale de chaque plaquette individuelle, mais il faut réduire l'avance axiale à l'avance normale pour une seule plaquette.

Si les deux plaquettes sont réglées pour avoir la même profondeur de coupe radiale, celle qui est située le plus à l'extérieur reçoit les plus grandes forces de coupe en raison de la vitesse plus élevée et du débit copeaux plus important. Une mise en œuvre correcte permet d'éviter facilement les vibrations et d'obtenir une surface lisse. Si l'alésage ne traverse pas complètement la pièce, l'épaule-ment sera étagé.

L'avance et l'état de surface sont les mêmes qu'avec l'alésage à une plaquette (fn=fz). La tolérance de trou produite est IT9 ou plus.

Alésage à plaquette uniqueL'alésage à plaquette unique est le meilleur choix lorsque

• les forces de coupe doivent rester faibles en raison d'un manque de puissance de la machine

• des problèmes de vibrations se posent

• des tolérances serrées, une cylindricité précise ou un bon état de surface sont nécessaires.

La tolérance de trou produite est IT9 ou plus.

72

4. Alésage

Alésage finitionLes outils d'alésage finition sont des outils à une seule arête avec réglage micrométrique au niveau de la tête de coupe. L'alésage fini-tion s'utilise lorsque des tolérances de trou serrées et un excellent état de surface sont nécessaires.

Choisir une plaquette pour coupe légère avec géométrie positive. Le premier choix est la plaquette TCGT L-K à arête vive. Utiliser un petit rayon de bec de 0.2 mm (0.008 pouce), ou 0.4 mm (0.016 pouce) au maximum.

Tolérance sur le diamètre du trouSi les conditions sont bonnes, il est possible d'obtenir une tolérance IT7 en finition avec une plaquette. La tolérance dépend du serrage du porte-outil, du bridage de la pièce et de l'usure de la plaquette. Nous recommandons d'effectuer une passe de prise de cotes pour déterminer quels réglages sont nécessaires afin de compenser la déflexion de l'outil. Pour obtenir un bon état de surface et une tolérance serrée, il est aussi important d'utiliser du liquide de coupe afin d'empêcher la recoupe des copeaux et l'expansion thermique de l'outil et de la pièce.

Cartouche et plaquette d'alésage finition

73

4. Alésage

Facteurs de vibrationsPour réduire les vibrations, choisir une plaquette pour coupe légère avec une géométrie positive et un petit rayon de bec. Les pla-quettes type T sont à privilégier pour les opérations d'alésage.

Tendance élevée aux vibrations – Grande avance – Grande profondeur de coupe – Grande sécurité d’arête

Tendance réduite aux vibrations – Idéale pour les petites profondeurs de coupe

– Réduction des vibrations

Des informations sur les autres paramètres qui influencent les vibrations, tels que les suivants, se trouvent dans le Guide Tech-nique pp 41-47.

• Angle de pointe de la plaquette

• Géométries positives

• Plaquettes Wiper

• Arrondi d'arête

• Conditions et vitesse de coupe.

74

6 × DC

12.401 315

5.906 1506.575 167

.906 23

5.906 150

1.000 25

4. Alésage

Vue d'ensemble des produitsSandvik Coromant propose des outils d'alésage antivibratoires pour l'ébauche et la finition. Les adaptateurs possèdent des attachements Coromant Capto afin d'offrir le meilleur serrage et une grande flexibilité. Il est ainsi possible d'obtenir des assemblés modulaires de toutes sortes. Des cônes de base Coromant Capto sont disponibles pour la plupart des interfaces machines cou-rantes.

Les outils d'alésage ébauche et finition Silent Tools permettent d'augmenter la productivité et d'obtenir des tolérances serrées avec des longueurs de porte-à-faux de 3 à 10 x BD. Avec les outils Silent Tools, il est possible de doubler la profondeur de coupe. L'arrosage par l'intérieur permet de diriger le liquide de coupe avec précision sur la zone de coupe.

Il est possible d'utiliser des adaptateurs d'allonge et de réduction avec les outils antivibratoires, mais il ne sont dès lors plus optimi-sés. Les performances demeurent toutefois meilleures que celles des outils conventionnels.

DuoBore™Outil d’alésage antivibratoire intégré à 2 plaquettes avec Coromant Capto®

Produits spéciaux

CoroBore®825Outil d'alésage antivibratoire 825 intégré à 1 plaquette avec Coromant Capto®

Diam. adaptateur pour barre d'alésage, DC

pouces mm

75

4. Alésage

Plage d'alésage 25-150 mm (0.984–5.906 pouces)

Profondeur d’alésage 6 x DC (23.6–27.6 pouces)

Tolérance des trous IT9

Liquide de coupe intérieur

Type/taille de plaquette 90°(0°) CoroTurn 107°, 75°(15°) CoroTurn 107°

Outils d'alésage ébauche DuoBore™ 821Les adaptateurs antivibratoires DuoBore pour l'ébauche com-portent deux plaquettes pour plus de productivité dans les opéra-tions d'alésage contre des épaulements ainsi que dans les trous débouchants. L'outil peut être monté de trois façons différentes : alésage productif, alésage décalé et alésage à plaquette unique. Pour en savoir plus, voir page 71.

Alésage ébauche Alésage micrométrique

Plage d'alésage mm (pouces)Ø25-150 (0.98–5.9)



DuoBore™ antivibratoire CoroBore®825/826 antivibratoire

Attachement Coromant Capto® avec arrosage par l'intérieur

76

4. Alésage

CoroBore® 825/826 – Outils d'alésage finitionLes outils CoroBore 825 et 826 antivibratoires sont conçus pour l'alésage finition avec d'excellents états de surface et des tolérances serrées, même avec de grands porte-à-faux. Ils offrent la possibilité de doubler la profondeur de coupe tout en conservant d'excellents états de surface.

Plage d'alésage 23-315 mm (.906-12.402 pouces)

Profondeur d’alésage 6 x BD

Tolérance des trous IT6

Liquide de coupe intérieur

Réglage du diamètre 0.002 mm (0.000079 pouce)

Types de plaquettes 92°(-2) CoroTurn 107°, 92°(-2) CoroTurn 111°

Réglage radial des têtes d’alésage micrométrique :

• Réglage du diamètre à 2 microns près

• Deux mécanismes différents de réglage du diamètre• 825 - Vernier (diam. 23–315 mm, 0.90–12.4 pouces)

• 826 - Incréments avec clics (diam. 150–315 mm, 5.90– 12.4 pouces)

77

4. Alésage

Utilisation de CoroBore® 825Exemple de réglage : Dans cet exemple, le trait bleu du disque de réglage est la référence car il est aligné sur un trait du vernier dans la position de départ.

Position de départ Position réglée

Tourner le disque de réglage vers la droite jusqu'à ce que la graduation mar-quée d'un trait rouge soit alignée avec le second trait du vernier (en vert). Le diamètre augmente de 0.002 mm (0.00008").

Tourner le disque de réglage vers la droite jusqu'à ce que la graduation mar-quée d'un trait rouge soit alignée avec le troisième trait du vernier (en vert). Le diamètre augmente de 0.004 mm (0.00016")

Tourner le disque de réglage vers la droite jusqu'à ce que la graduation mar-quée d'un trait rouge soit alignée avec le quatrième trait du vernier (en vert). Le diamètre augmente de 0.006 mm (0.00024")

Tourner le disque de réglage vers la droite jusqu'à ce que la graduation mar-quée d'un trait rouge soit alignée avec le cinquième trait du vernier (en vert). Le diamètre augmente de 0.008 mm (0.00032")

Tourner le disque de réglage vers la droite jusqu'à ce que la graduation mar-quée d'un trait rouge soit alignée avec le sixième trait du vernier (en vert). Le diamètre augmente de 0.010 mm (0.0004") = 1 division du disque de réglage.

78

4. Alésage

Exemples d'applicationsPremier cas : chapes, train d'atterrissageL'usinage d'une pièce aéronautique d'une longueur de 2.1 m (7 pieds) et d'une largeur de 0.91 m (3 pieds) posait des problèmes d'accessibilité. La pièce comportait deux chapes alignées à l'exté-rieur. Le process consistait à effectuer la semi ébauche des deux chapes à partir d'un seul côté. Il fallait ensuite effectuer une passe de finition et une passe d'alésage dans chacune des deux chapes en retournant la pièce et en l'alignant pour la seconde chape.

La solution de Sandvik Coromant a permis de combiner l'opéra-tion de finition et l'opération d'alésage finale et d'effectuer cette opération à partir du même côté grâce à un outil Silent Tools. Ceci a permis d'éliminer le temps de montage et d'alignement de la pièce. Tout l'usinage peut désormais être effectué à partir d'un seul côté et l'opération d'alésage finale est éliminée.

Comme on le voit dans le tableau ci-dessous, la vitesse de coupe et l'avance ont pu être augmentées. L'investissement a été amorti en neuf pièces seulement ! La productivité a fait un bond de 228%.

79

4. Alésage

Opération Finition

Matière usinée 300M, Acier fortement allié

Coût machine à l'heure, EUR € 75

Utilisation adaptateur antivibratoire 6%

Volume usiné/pièce cm3 (pouce3) 0.07 (0.004)

ZEFF 1

Longueur de l'assemblé mm (pouce) 332 (13.071)


Adaptateur C5-R825B-FAD315A

Conditions de coupe :

n, tr/min 203.7 254.6

vc m/min (pieds/min) 30.5 (100) 38.1 (125)

Dm mm (pouce) 47.6 (1.874) 47.6 (1.874)

fn mm/tr (pouce/tr): 0.005 (0.0002) 0.038 (.0015)

AP mm (pouce) 0.05 (0.002) 0.05 (0.002)

Temps de cycle tot. (min) 219.82 min 66.93 min

Durée de vie d'outil (Nb de pièces) 1 1


80

4. Alésage

Second cas : support de traversePour la production de supports de traverses, le client utilisait une barre d'alésage spéciale à plaquettes positives. Mais il rencontrait des problèmes de vibrations, d'états de surface et de durée de vie d'outil, même avec des conditions de coupe basses. La pièce était positionnée à l'horizontale et l'opération comportait des interrup-tions.

La mise en place de l'outil de finition CoroBore 825 a permis d'augmenter les conditions de coupe et d'améliorer la qualité de la pièce. Le client a pu doubler sa production, passant de 600 pièces en 2011 à 1200 en 2012.

Opération Alésage

Matière usinée CMC 09.1/ GGG50


Adaptateur C5-R825C-FAE237A

Cartouche R825C-AF23STUP1103A

Plaquette TPMT 110304-KF

Conditions de coupe :

n, tr/min 424 955

vc m/min (pieds/min) 80 (262) 180 (590)

Dm mm (pouce) 60 (2.36) 60 (2.36)

fn mm/tr (pouces/tr) 0.06 (0.0023) 0.10 (0.004)

AP mm (pouce) 1.5 (0.059) 1.5 (0.059)

Profondeur de trou 190 190

Temps de cycle tot., min 15.32 min 3.99 min

Durée de vie d'outil (Nb de pièces) 1 31


81

Vc

LB/BD

-PR

-WM

Vc

LB/BD4 5 6

Fc [N]Fc [N]

Fp Fp

fn fn

4. Alésage

Trucs et astuces, synthèse• Choisir le plus grand diamètre d'outil possible et le cône de base

le plus court possible

• L'angle d'attaque doit être aussi proche que possible de 90 de-grés pour produire des forces de coupe majoritairement axiales et des forces radiales/tangentielles réduites

• Un petit rayon de bec est idéal pour les petites profondeurs de coupe et réduit les risques de vibrations. Les grands rayons de bec offrent une meilleure résistance d'arête et autorisent des avances et des profondeurs de coupe plus élevées. Plus le rayon de bec est grand, plus les risques de vibrations augmentent. Par conséquent, les plaquettes triangulaires positives sont à privilé-gier dans les opérations d'alésage antivibratoire.

• Si les conditions sont stables, utiliser des plaquettes Wiper pour une meilleure productivité ou si une qualité élevée d'état de surface est nécessaire

Vitesse de coupe et porte-à-faux avec adaptateurs conventionnels ou antivibratoires

Conventionnel

Adaptateur antivibratoire

Force de coupe radiales plus faibles (Fc) avec les petits rayons

82

4. Alésage

Assemblage et entretien des outilsEn cas d'utilisation d'adaptateurs antivibratoires dans des assem-blés, il convient de maintenir le corps des outils correctement afin de ne pas endommager le dispositif antivibratoire. Les outils anti-vibratoires peuvent en effet se déformer facilement en raison de la faible épaisseur de leurs parois.

• Utiliser le dispositif de montage prévu

• Vérifier si tous les éléments sont assemblés correctement et serrés au couple correct

• Vérifier le faux-rond, l'usure et la force de serrage de la broche machine

• Toujours utiliser une clé dynamométrique et respecter le couple indiqué pour le serrage des plaquettes et des éléments de l'outil

• Contrôler les plaquettes et les logements de plaquettes réguliè-rement

• Remplacer les rondelles et vis usées ou endommagées

• Nettoyer tous les éléments de l'assemblé avant de les monter

• Lubrifier tous les éléments de l'assemblé avec de l'huile au moins une fois par an

• Lubrifier le mécanisme de réglage micrométrique régulièrement

83

5. Produits spéciaux

5. Produits spéciauxOffreL'offre de barres d'alésage standard est une bonne plateforme pour des solutions optimisées et une productivité élevée. Lorsque des solutions spéciales sont nécessaires, les barres d'alésage antivibratoires peuvent être commandées en spécial.

Les barres d'alésage antivibratoires spéciales sont souvent coniques, elliptiques et/ou courbes et elles ont un attachement adapté à la machine. Des barres avec des porte-à-faux jusqu'à 14 x BD sont disponibles.

84


Silent Tools – Produits spéciauxDes adaptateurs spéciaux pour le tournage, le fraisage et l'alésage peuvent être fabriqués avec la plupart des attachements courants à l'arrière et à l'avant.

Attachements à l'arrière :

• Coromant Capto

• HSK

• MAS BT

• VDI

• VTL

• DIN 2080

• ISO 7388/1

• Cylindrique

Attachements à l'avant :

• CoroTurn SL

• CoroTurn SL à changement rapide

• DuoBore

• CoroBore 825

• Mandrin

Les adaptateurs spéciaux peuvent être fabriqués en diamètres de 10 à 600 mm (0.394–23.62 pouces). Pour les adaptateurs spé-ciaux de tournage, le porte-à-faux maximum est de 14 x BD. Pour les adaptateurs spéciaux de fraisage et d'alésage, le porte-à-faux maximum est de 10 x BD.

Conception optimiséePour obtenir les meilleures performances et la plus grande rigidité statique possible du corps de barre et du système antivibratoire, les outils sont conçus pour des applications spécifiques.

85


Solutions spéciales pour machines multifonctionsPour pouvoir terminer une pièce en un seul montage, les machines multifonctions doivent avoir tous les outils nécessaires dans le maga-sin d'outils. Il faut donc stocker des adaptateurs courts et longs dans le magasin, ainsi que les unités de coupe nécessaires.

Une variété de barres d'alésage avec accouplement frontal manuel ou automatique est disponible pour la plupart des machines Mazak, WFL, Mori-Seiki, Niles-Simmons, Weingärtner, DMG et Okuma.

Demandez à votre représentant en blouse jaune de vous aider à com-mander votre solution spéciale.

86


Exemple d'applicationOpération Surfaçage

Pièce Partie supérieure d'une unité de direction

Matière usinée CMC 09.1, K3.2.C.UT, Fonte nodulaire

Coût machine 125 EUR/heure

Volume usiné 122 (7.45)/pc cm3 (pouce3)

ZEFF 6



Adaptateur S-391.06-22 260//ISO50

Tête de coupe R390-063Q22-18H

Conditions de coupe

n (tr/min) 760 1197

vc (m/min (pieds/min)) 150 (492) 237 (778)

fz (mm (pouce)) 0.32 (.013) 0.18 (.007)

vf (mm/min (pouce/min)) 1.200 (47.25) 1.320 (52.00)

AP (mm (pouce)) 1.0 (.040) 3.0 (.120)

ae (mm (pouce)) 31.5 (1.240) 31.5 (1.240)



Un client avait un process qui fonctionnait bien, mais en adoptant une solution spéciale Silent Tools, il a pu éco-nomiser 185 heures de production par an. Le process concernait la partie supérieure d'une unité de direction de bateau. L'adaptateur de fraisage antivibratoire spécial a permis d'augmenter la profondeur de coupe et d'accé-lérer le process dans son ensemble. L'amélioration de cette seule opération de fraisage a permis d'accroître la productivité de 162 % pour cette pièce !

87

vf = fz × n × ZEFF

n = vc × 1000

π × DCap

fz = vf

n × ZEFF

Mc = Pc × 30 × 103

π × n

Pc = ae × AP × vf × kc

60 × 106

vc = π × DCap × n

1000

fn = vf

n

Q = AP × ae × vf

1000

vf = fz × n × ZEFF

n = vc × 12

π × DCap

fz = vf

n × ZEFF

Mc = Pc × 16501

π × n

Pc = ae × AP × vf × kc

396 × 103

vc = π × DCap × n

12

fn = vf

n

Q = AP × ae × vf

6. Formules et définitions


Fraisage - MÉTRIQUE

Avance de table, mm/min

Vitesse de coupe, m/min

Vitesse de broche, tr/min

Avance à la dent, mm

Avance par tour, mm/tr

Fraisage - POUCES

Débit copeaux, cm3/min

Puissance nette, kW

Couple, Nm

Avance de table, pouces/min

Vitesse de coupe, pieds/min


Avance à la dent, mm

Avance par tour, pouces/tr

Débit copeaux, pouces3/min

Puissance nette, HP

Couple, lbf ft

88


ae

AP

DCap

Dm

fzfnn

vc

vf

ZEFF

hex

hm

kc

Pc

Mc

Q

KAPR

PSIR

BD

DC

LU

mm

mm

mm

mm

mm

mm/tr

tr/min

m/min

mm/min

pces

mm

mm

N/mm2

kW

Nm

cm3/min

degrés

mm

mm

mm

Engagement en coupe

Profondeur de coupe

Diamètre de coupe à la profondeur de coupe AP

Diamètre usiné (diamètre pièce)

Avance à la dent

Avance par tour

Vitesse de broche

Vitesse de coupe

Avance de table

Nombre de dents effectives

Épaisseur maximum des copeaux

Épaisseur moyenne des copeaux

Force de coupe spécifique

Puissance nette

Couple

Débit copeaux

Angle d’attaque

Complémentaire de l'angle d'attaque

Diamètre du corps

Diamètre de coupe

Longueur utile

Sym

bole

Dés

igna

tion/

dé

finiti

on

Mét

riqu

e

pouces

pouces

pouces

pouces

pouces

pouces/tr

pouces/tr

pieds/min

pouces/min

pces

pouces

pouces

N/ pouces2

HP

lbf ft

pouces3/min

degrés

pouces

pouces

pouces

Pou

ces

89

vc = π × Dm × n

1000

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn

n = vc × 1000

π × Dm

vc = π × Dm × n

12

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn × 12

n = vc × 12

π × Dm

Pc = vc × AP × fn × kc

33 × 103Pc =

vc × AP × fn × kc

60 × 103


Tournage - MÉTRIQUE



Temps d’usinage, min


Vitesse de pénétration, mm/min





Vitesse de pénétration, pouces/min

Tournage - POUCES

90


Dm

fnAP

vc

n

Pc

Q

hm

hex

Tc

lmkc

KAPR

PSIR

BD

DC

LU

mm

mm/tr

mm

m/min

tr/min

kW

cm3/min

mm

mm

min

mm

N/mm2

degrés

mm

mm

mm

Diamètre usiné

Avance par tour

Profondeur de coupe

Vitesse de coupe

Vitesse de broche

Puissance nette

Débit copeaux

Épaisseur moyenne des copeaux

Épaisseur maximum des copeaux

Temps réel de coupe

Longueur usinée

Force de coupe spécifique

Angle d’attaque

Complémentaire de l'angle d'attaque

Diamètre du corps

Diamètre de coupe

Longueur utile

Sym

bole

Dés

igna

tion/

défin

ition

Mét

riqu

e

pouces

pouces/tr

pouces

pieds/min

tr/min

HP

pouces3/min

pouces

pouces

min

mm

N/pouces2

degrés

pouces

pouces

pouces

Pou

ces

91

Ft = kc 0,4 x0,4

fn( (

0,29 x fn x AP

0,4

fn x sin KAPR( (

mc x fn x AP

Ft = kc 0,4 x


Tournage - MÉTRIQUE

Force tangentielle, Ft

kc 0,4: Force de coupe spécifique à une avance de 0,4 mm/trmc Constant, selon la matière. Utiliser 0,29 comme valeur

générale.

Si l'angle d'attaque, KAPR, est de 75 degrés ou plus, sin KAPR ~1. Utiliser la formule simplifiée :

Force tangentielle, Ft

Règle générale : Ft ne doit pas dépasser 90% de la charge maximum indiquée pour la barre utilisée.

92


Méthode en 3 passesMéthode permettant d'obtenir une grande précision en tournage intérieur avec des barres d'alésage de petit diamètre sujettes à la déflexion et ne produisant pas le diamètre requis.

1. Saisir le diamètre final requis : 40.000

2. Mesurer le diamètre avant la première passe : 37.000

3. Effectuer la première passe. Le diamètre programmé est : 37.000 + (40.000 – 37.000)/3=38.000

4. Mesurer le diamètre avant la seconde passe : 37.670

5. Effectuer la seconde passe. Le diamètre programmé est : 38.000+(40.000-37.670)/2=39.165

6. Mesurer le diamètre avant la troisième passe : 38.825

7. Effectuer la troisième passe. Le diamètre programmé est : 40.000+39.165-38.825=40.340

8. Mesurer le diamètre final : 40.020. Déviation: 0.020

93

vc = π × Dm × n

1000

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn

n = vc × 1000

π × Dm

vc = π × Dm × n

12

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn × 12

n = vc × 12

π × Dm

Vf = fn × n Vf = fn × n

fn = ZEFF × fz fn = ZEFF × fz


Alésage - METRIQUE





Vitesse de pénétration, mm/min





Vitesse de pénétration, pouces/min

Alésage - POUCES

Avance par tour, mm/tr Avance par tour, pouces/tr

94

Notes

95

96

GUIDE TECHNIQUE

Guide technique – S

ilent Tools

Silent Tools

C-1020:17 FRE/01 © AB Sandvik Coromant 2012.11

FRANCESANDVIK COROMANT4, Avenue Buffon45100 ORLÉANSB.P. 7620945062 ORLÉANS CEDEX 2Téléphone: 02 38 41 41 41Télécopie: 02 38 41 42 93


BELGIQUESANDVIK BENELUX B.V.Fountain Plaza - Belgicastraat 5 Bus 5/6 1930 ZaventemTéléphone: (02) 702 98 00Télécopie: (02) 726 01 87

SUISSESANDVIK SADivision Sandvik CoromantCase Postale 38696002 LUZERNTéléphone: (041) 368 34 34Télécopie: (041) 368 33 75

Documents

Silent tools - guide technique