1. Les processus conventionnels d’usinage des rainures de clavette d’arbre sont-ils devenus la norme incontestée ?

Pour les rainures de clavette d’arbre, en particulier les formes de pocket fermées, l’outil ne peut pas entrer par le côté.
Par conséquent, la méthode utilisée pour atteindre la profondeur d’usinage requise a un impact significatif sur le temps d’usinage et le nombre d’outils nécessaires.
Les trois méthodes suivantes sont couramment utilisées.

Méthode 1 : Ramping avec une fraise en bout

La fraise en bout entre dans la pièce à usiner sous un angle et coupe progressivement jusqu’à la profondeur spécifiée.
Elle se déplace ensuite latéralement pour usiner l’intérieur de la rainure, suivi d’un shoulder milling autour de la périphérie pour la finition.
Bien que cette méthode limite le nombre de changements d’outil, elle nécessite une distance d’entrée suffisante pour atteindre la profondeur d’usinage.
Pour les rainures profondes, la trajectoire de ramping devient plus longue et peut empêcher les réductions du temps d’usinage.

Méthode 2 : Coupes peu profondes répétées et mouvements d’avance latérale

La profondeur de coupe axiale est réglée sur une petite valeur, et l’intérieur de la rainure est usiné par des coupes répétées sur l’axe Z et des mouvements d’avance latérale.
Bien que cela facilite la réduction de la charge sur l’outil, cela augmente le nombre de passes.
Lorsque la finition périphérique est également incluse, le temps d’usinage requis pour chaque rainure de clavette a tendance à s’allonger.

Méthode 3 : Perçage d’un trou pilote et usinage de la rainure avec une fraise en bout

Un foret est utilisé pour créer un trou pilote jusqu’à la profondeur d’usinage requise.
L’outil est ensuite changé pour une fraise en bout, qui usine l’intérieur de la rainure et effectue un shoulder milling autour de la périphérie pour la finition.
Cette méthode réduit à la fois la distance de ramping et la charge d’entrée sur la fraise en bout, mais elle crée les défis suivants.

• Un foret pour trou pilote et une fraise en bout sont nécessaires
• Des changements d’outil sont nécessaires
• Plus de pockets d’outils et d’unités d’outils entraînés sont nécessaires
• La compensation d’outil et la gestion de la durée de vie de l’outil sont requises pour chaque outil
• L’inventaire d’outils et le travail de configuration augmentent

2. La VVFH connecte le perçage à la finition périphérique

La VVFH est une fraise en bout carrée à trois flutes avec des arêtes de coupe centrales qui permettent le perçage.
Elle peut percer directement dans la direction Z à la position de départ de l’usinage.
Après avoir atteint la profondeur spécifiée, elle peut se déplacer latéralement pour usiner l’intérieur de la rainure.
Elle peut ensuite procéder directement au shoulder milling autour de la périphérie de la rainure de clavette pour la finition.

Comparaison des méthodes d’usinage

Méthode de ramping conventionnelle

Méthode conventionnelle foret-fraise en bout

Usinage avec VVFH

3. Trois technologies soutenant l’usinage stable de la VVFH

Le perçage et le slot milling diffèrent à la fois par la direction de la charge appliquée à l’outil et par les conditions d’évacuation des copeaux.
La VVFH intègre des technologies qui permettent d’effectuer ces différentes opérations d’usinage avec un seul outil.

Caractéristique 1 : Trois arêtes de coupe centrales pour le perçage

La VVFH est dotée de trois arêtes de coupe centrales.
Pendant le perçage, les trois arêtes de coupe s’engagent dans la coupe, répartissant la charge sur les arêtes de coupe.
Étant donné que les arêtes de coupe restent fonctionnelles au centre de l’outil, la VVFH peut entrer directement dans la direction Z depuis la position de départ de l’usinage, puis passer à l’avance latérale.

Caractéristique 2 : Volume de flute 150 % supérieur à la conception conventionnelle

Pendant le perçage, l’outil est entouré par la pièce à usiner, ce qui rend l’espace disponible pour l’évacuation des copeaux générés particulièrement important.
La VVFH utilise de grandes poches à copeaux et offre
150 % du volume de flute de la conception conventionnelle
(source : documentation interne du produit).
Cette structure réduit l’accumulation de copeaux pendant le perçage et facilite une transition en douceur vers l’usinage d’avance latérale ultérieur.

Ce grand volume de flute ne bénéficie pas seulement au perçage, mais
contribue également de manière significative à l’amélioration de l’évacuation des copeaux pendant l’usinage de rainure pleine.
Dans les opérations de rainure pleine, telles que l’usinage de rainures de clavette, le diamètre entier de l’outil est engagé dans la coupe, produisant simultanément un grand volume de copeaux.
Un plus grand volume de flute rend plus difficile l’accumulation de copeaux à l’intérieur des poches et empêche l’augmentation de la charge de coupe causée par le recoupage des copeaux.
Cela permet un
usinage constamment stable du perçage à l’usinage de rainure.

Caractéristique 3 : Résistance au broutage avec une géométrie à pas variable

Pendant le slot milling latéral, le diamètre entier de l’outil est engagé dans la coupe, ce qui entraîne des charges de coupe élevées et une plus grande tendance au broutage.
La VVFH utilise une conception à pas variable.
Ses performances d’évacuation des copeaux et sa résistance au broutage soutiennent les trajectoires d’outil qui passent du perçage à l’avance latérale dans l’usinage de rainures de clavette et de pockets.

4. Sélection de la bonne queue pour maximiser les performances de la VVFH

Dans l’usinage des rainures de clavette d’arbre, il est important non seulement de sélectionner la tête VVFH appropriée, mais aussi d’assurer une rigidité suffisante de l’ensemble de l’assemblage d’outil, y compris la queue.
Pendant l’usinage de rainure pleine et le shoulder milling périphérique, des charges radiales sont appliquées à l’outil.
En principe, l’assemblage d’outil doit être
aussi court et aussi épais que possible.

Queue à haute rigidité VSSD

Le VSSD utilise une queue droite dont le diamètre est supérieur au filetage de connexion de la tête, augmentant la rigidité de l’ensemble de l’assemblage d’outil.
Il réduit la déflexion de l’outil dans les applications soumises à des charges radiales élevées, telles que l’usinage de rainures de clavette pleine et l’usinage de longues rainures.
Lors d’un test d’usinage de rainure interne, il a démontré un
usinage sans broutage jusqu’à trois fois la profondeur de coupe de la fraise en bout solide utilisée pour comparaison.

Applications où le VSSD est efficace :

• Usinage de rainure de clavette pleine
• Usinage de longues rainures
• Usinage à forte charge de matériaux tels que l’acier SCM
• Applications subissant du broutage ou une déflexion d’outil
• Applications avec des dimensions instables pendant la finition périphérique shoulder

Queue à pince ER intégrée VER

Cette queue est efficace dans les environnements qui utilisent des pinces ER côté machine, y compris les tours, les machines multitâches et les tours automatiques de type suisse.
Sa conception intégrée compatible avec les pinces ER raccourcit le porte-à-faux de l’outil.
Elle aide à supprimer la déflexion et le broutage dans les environnements où la rigidité est difficile à maintenir, tels que les unités d’outils entraînés et les machines compactes.
Compatible avec ER11, ER16, ER20 et ER25.

Directives de sélection de la queue

5. Exemples d’applications clients

Les exemples d’applications clients suivants démontrent les capacités de la VVFH.
Découvrez comment la VVFH a apporté des améliorations en matière d’
intégration des processus, de durée de vie de l’outil et de stabilité d’usinage.

6. Utiliser des conditions différentes pour le perçage, le slot milling et la finition périphérique

La VVFH peut effectuer plusieurs opérations d’usinage avec un seul outil, mais cela ne signifie pas que chaque opération doit utiliser les mêmes conditions de coupe.
Il est important de définir des conditions appropriées pour chaque opération d’usinage.

Drilling

• Vitesse de coupe pendant le perçage
• Avance sur l’axe Z
• Profondeur de perçage
• Nécessité d’une avance par à-coups
• Alimentation en liquide de refroidissement
• Conditions d’évacuation des copeaux

Slot Milling

• Avance par dent
• Profondeur de coupe axiale
• Largeur de rainure
• Longueur d’usinage
• Conditions d’évacuation des copeaux
• Broutage ou bruit anormal
• État d’endommagement de l’outil

Finition périphérique shoulder

• Surépaisseur de finition périphérique
• Profondeur de coupe radiale
• Avance par dent
• Largeur de rainure de clavette
• Dimensions du shoulder
• corner radius requis
• État de la surface usinée

Résumé : La VVFH change l’approche conventionnelle de l’usinage des rainures de clavette d’arbre

Cet article a présenté les défis de l’usinage des rainures de clavette d’arbre et les solutions apportées par le TungMeister VVFH.
Les points clés sont résumés ci-dessous.

1. L’usinage des rainures de clavette d’arbre présente un dilemme « nombre d’outils versus longueur de trajectoire d’outil » :
   le ramping, l’usinage foret-fraise en bout et la coupe peu profonde répétée ont chacun des avantages et des inconvénients.
2. La VVFH connecte le perçage, le slot milling et la finition périphérique avec un seul outil :
   trois arêtes de coupe centrales permettent une entrée directe sur l’axe Z suivie d’une avance latérale.
3. Trois technologies permettent un usinage stable :
   trois arêtes de coupe centrales, 150 % de volume de flute et une géométrie à pas variable.
4. La sélection de la queue affecte directement les performances :
   choisir entre la queue à haute rigidité VSSD et la queue à pince intégrée VER selon l’application.
5. Optimiser les conditions de coupe pour chaque opération d’usinage :
   définir des conditions individuelles pour le perçage, le slot milling et la finition périphérique.
6. Prouvé dans les applications clients :
   les résultats incluent une réduction de 69 % du temps d’usinage, une réduction du broutage, moins d’outils et moins de changements d’outil.
7. La conception à tête interchangeable réduit les coûts d’exploitation :
   la queue peut être réutilisée.

Si vous cherchez à améliorer votre processus d’usinage des rainures de clavette d’arbre, nous vous invitons à essayer la VVFH.