1. Qu'est-ce que le fraisage hélicoïdal ?

Le fraisage hélicoïdal est une méthode d'usinage dans laquelle l'outil suit une interpolation circulaire tout en avançant simultanément dans la direction Z. Au lieu de plonger directement, l'outil se déplace vers le bas petit à petit tout en décrivant un cercle, créant une trajectoire d'outil hélicoïdale.

Cette méthode est utilisée pour la réalisation de trous, l'usinage d'entrée de poche, les lamages et l'ouverture de trous sans avant-trou. Elle facilite l'usinage de diamètres de trou supérieurs au diamètre du Cutter, et le même Cutter peut souvent être utilisé pour plusieurs tailles de trou.

Cependant, en fraisage hélicoïdal, l'outil entre toujours dans la pièce à un angle incliné. Contrairement au fraisage latéral ou au rainurage ordinaire, vous devez vérifier l'angle de plongée, le pas hélicoïdal, la trajectoire du centre de l'outil et la correction d'avance.

2. Trois valeurs clés dans le fraisage hélicoïdal

Lors de la définition des conditions de fraisage hélicoïdal, commencez par les trois valeurs suivantes.

Une fois ces trois valeurs définies, le diamètre de la trajectoire du centre de l'outil et la distance de déplacement du centre de l'outil par tour peuvent être déterminés.

Tool-center path diameter = Dh - Dc
Tool-center travel distance per revolution = (Dh - Dc) x pi

Comment aborder l'angle de plongée

Une fois le pas hélicoïdal défini, l'angle de plongée peut être calculé.

Ramping angle = atan(helical pitch / tool-center travel distance per revolution)

Par exemple, lorsque le diamètre du trou est de 50 mm, le diamètre du Cutter est de 10 mm et le pas hélicoïdal est de 5 mm :

Tool-center path diameter = 50.0 - 10.0 = 40.0 mm
Tool-center travel distance per revolution = 40.0 x pi = 125.7 mm
Ramping angle = atan(5.0 / 125.7) = approx. 2.3 deg

Si vous souhaitez définir l'angle de plongée en premier, calculez le pas hélicoïdal avec la formule suivante.

Helical pitch = tool-center travel distance per revolution x tan(ramping angle)

3. Points de sélection d'outils pour le fraisage hélicoïdal

En fraisage hélicoïdal, tout Cutter qui rentre dans le diamètre du trou n'est pas automatiquement adapté. Vous devez confirmer si l'outil prend en charge le fraisage hélicoïdal, si le diamètre du trou se situe dans la plage minimale et maximale de trous hélicoïdaux pris en charge, et si le pas et l'angle de plongée sont conformes aux spécifications de l'outil.

Types de Cutters utilisés pour le fraisage hélicoïdal

Les principaux candidats sont les Cutters Shoulder milling avec capacité de plongée et les Cutters Grande-avance avec capacité de plongée. Pour les deux types, confirmez si l'outil peut être utilisé pour le fraisage hélicoïdal, quel est l'angle de plongée maximal, et si le diamètre cible se situe dans la plage minimale et maximale de trous hélicoïdaux.

Pour l'ébauche, les Cutters Grande-avance sont généralement le premier choix

Lorsque le fraisage hélicoïdal est utilisé comme processus d'ébauche, il est raisonnable de commencer par considérer un Cutter Grande-avance. Bien que les Cutters Grande-avance puissent avoir une profondeur de coupe maximale APMX plus petite, ils peuvent souvent appliquer un taux d'avance plus élevé, ce qui est avantageux pour la productivité.

Selon la distance d'usinage et le diamètre de la trajectoire du centre de l'outil, l'angle de plongée maximal d'un Cutter Shoulder milling peut devenir le facteur limitant, empêchant le Cutter d'utiliser pleinement sa capacité APMX disponible. Par conséquent, un Cutter Grande-avance peut être avantageux même lorsque son APMX est plus petit, car il peut appliquer des conditions d'avance plus élevées.

Où les Cutters Shoulder milling sont efficaces

Il existe également des cas où les Cutters Shoulder milling sont avantageux. Envisagez un Cutter Shoulder milling lorsque la rigidité de la pièce est faible ou lorsque l'apparence de la paroi du trou usiné est importante.

4. Procédure de sélection d'outils

Cette section décrit le processus pratique de sélection d'un Cutter pour le fraisage hélicoïdal. Tout d'abord, définissez le diamètre de Cutter candidat et confirmez si l'outil peut couvrir le diamètre du trou cible. Ensuite, le processus se ramifie selon que vous décidez d'abord du pas hélicoïdal ou de l'angle de plongée.

1. Définir le diamètre du Cutter : Définir le diamètre du Cutter ou le diamètre de l'outil candidat.



2. Sélectionner temporairement un outil dans la plage min/max de trous hélicoïdaux : Confirmer si le diamètre cible se situe dans la plage applicable de l'outil.



3. Calculer le diamètre de la trajectoire du centre de l'outil et la distance de déplacement : Une fois le diamètre du Cutter défini, la base pour le calcul de l'angle de plongée et du pas est fixée.
4. Choisir si le pas ou l'angle de plongée vient en premier : Les deux approches sont possibles ; au final, confirmez à la fois l'APMX et l'angle de plongée maximal.

Méthode 1. Décider du pas hélicoïdal en premier

Lorsque vous décidez du pas hélicoïdal en premier, vérifiez si le pas dépasse l'APMX de l'outil. S'il est acceptable, appliquez ce pas et calculez l'angle de plongée à partir de la distance de déplacement du centre de l'outil et du pas.

Ramping angle = atan(helical pitch / tool-center travel distance per revolution)

Enfin, confirmez que l'angle de plongée calculé se situe dans l'angle de plongée maximal de l'outil candidat. S'il n'y a pas de problème, le diamètre du Cutter, l'élément d'outil, le pas hélicoïdal et l'angle de plongée peuvent être finalisés.

Méthode 2. Décider de l'angle de plongée en premier

Lorsque vous décidez de l'angle de plongée en premier, vérifiez si l'angle dépasse l'angle de plongée maximal de l'outil candidat. S'il est acceptable, appliquez cet angle de plongée et calculez le pas hélicoïdal à partir de la distance de déplacement du centre de l'outil et de l'angle de plongée.

Helical pitch = tool-center travel distance per revolution x tan(ramping angle)

Enfin, confirmez que le pas hélicoïdal calculé se situe dans l'APMX de l'outil candidat. S'il n'y a pas de problème, le diamètre du Cutter, l'élément d'outil, l'angle de plongée et le pas hélicoïdal peuvent être finalisés.

5. Précautions pendant le fraisage hélicoïdal

Parce que l'outil entre en biais tout en se déplaçant le long d'une trajectoire circulaire, le fraisage hélicoïdal nécessite plus de vérifications de conditions que le fraisage latéral ordinaire. En particulier, vérifiez toujours l'angle de plongée, le pas, la correction d'avance et l'évacuation des Copeaux.

Ne pas rendre l'angle de plongée trop grand

À mesure que l'angle de plongée augmente, la charge sur l'épaulement du Cutter et l'insert augmente. Même lorsque l'angle est dans la limite de l'angle de plongée maximal, du broutage ou de l'Écaillage peut se produire en fonction du matériau à usiner, de la rigidité de la machine et de la longueur du porte-à-faux.

Maintenir le pas hélicoïdal dans l'APMX

Le pas hélicoïdal est la quantité de profondeur sur l'axe Z par tour. Si le pas est trop grand, il peut dépasser l'APMX de l'outil et entraîner un bourrage de Copeaux ou du broutage.

Attention : le déplacement du centre de l'outil et le déplacement de l'arête de coupe sont différents

En fraisage hélicoïdal, les commandes CN sont basées sur la trajectoire du centre de l'outil. Cependant, la coupe réelle se produit à la périphérie de l'outil.

En fraisage hélicoïdal interne, le diamètre de la trajectoire du centre de l'outil est plus petit que le diamètre du trou usiné. Par conséquent, la distance de déplacement du centre de l'outil et la distance de déplacement de l'arête de coupe ne sont pas les mêmes.

Si les valeurs d'avance du catalogue sont commandées directement comme avance du centre de l'outil, l'avance réelle à l'arête de coupe peut devenir plus grande que prévu. Vérifiez l'avance commandée du centre de l'outil et la correction d'avance afin que l'avance à l'arête de coupe ne devienne pas excessive.

Tool-center command feed = uncorrected feed x (Dh - Dc) / Dh

Remarque : Selon la machine, la commande numérique ou le système FAO, la correction d'avance circulaire peut être gérée automatiquement. Confirmez les spécifications de contrôle de la machine utilisée pour le programme réel.

Assurer l'évacuation des Copeaux

Lors du fraisage hélicoïdal à l'intérieur d'un trou, les Copeaux ont un espace d'évacuation limité. Le bourrage de Copeaux peut entraîner de l'Écaillage, une mauvaise qualité de surface, un bruit anormal et du broutage.

6. Un calculateur pratique pour le pas et l'angle de plongée

Comme décrit ci-dessus, le fraisage hélicoïdal nécessite de vérifier séquentiellement le diamètre du trou, le diamètre du Cutter, le pas, l'angle de plongée et la correction d'avance.

Les formules elles-mêmes ne sont pas difficiles, mais effectuer les calculs manuellement à chaque fois prend du temps. Si les vérifications de l'APMX ou de l'angle de plongée maximal sont omises, la condition peut dépasser les spécifications de l'outil.

Pour cette raison, l'utilisation d'un calculateur qui calcule automatiquement l'angle de plongée et le pas est un moyen efficace de revoir les conditions de fraisage hélicoïdal. Le calculateur ci-dessous peut basculer entre les modes de calcul pas-vers-angle et angle-vers-pas.

Calculateur de fraisage hélicoïdal

Calculateur d'angle de plongée et de pas

Vérifier ensemble le diamètre du trou, le diamètre du Cutter, le pas, l'angle de plongée et la correction d'avance.

--Angle de plongée

Conditions d'entrée

Charger l'exemple

Mode de calcul

Pas vers angleEntrer Ph pour calculer l'angle Angle vers pasEntrer l'angle pour calculer Ph

DhDiamètre du trou Dh mm DcDiamètre du Cutter Dc mm PhPas hélicoïdal Ph mm/rev ZProfondeur d'usinage mm ApProfondeur de coupe max APMX mm θmaxAngle de plongée max deg VcCutting speed Vc m/min zDents effectives z fzFeed per tooth fz mm/z

Résultats du calcul

Calcul en cours

DpathDiamètre de la trajectoire du centre de l'outil Dpath--

LDéplacement du centre de l'outil par tour--

θAngle de plongée thêta--

nVitesse de broche n--

FeAvance non corrigée F_edge--

KFacteur de correction d'avance--

FcAvance commandée du centre de l'outil F_center--

Profondeur d'usinage

Tours requis

--

Tours programmés

--

Pas adapté à la profondeur

--

Angle adapté à la profondeur

--

Distance et temps

Déplacement 3D par tour

--

Env. déplacement total

--

Env. temps d'usinage

--

Jugement et précautions

7. Introduction au sélecteur d'outils

Après avoir calculé l'angle de plongée et le pas hélicoïdal, la question suivante est de savoir quels Cutters peuvent être utilisés dans ces conditions. En fraisage hélicoïdal, le diamètre du trou, le diamètre du Cutter, l'APMX, l'angle de plongée maximal et la plage min/max de trous hélicoïdaux doivent être vérifiés ensemble, ce qui peut rendre la recherche basée sur catalogue chronophage.

Pour faciliter cette vérification, un sélecteur d'outils séparé est disponible pour trouver des Cutters Tungaloy candidats à partir de vos conditions d'entrée. En affinant les Cutters candidats dans le sélecteur d'outils, vous pouvez examiner les conditions de fraisage hélicoïdal plus facilement.

Remarque : Le sélecteur d'outils vous aide à vérifier les Cutters Tungaloy candidats qui correspondent à vos conditions d'entrée.

Résumé

Le fraisage hélicoïdal est une méthode d'usinage dans laquelle l'outil suit une interpolation circulaire tout en avançant dans la direction Z. Il est utile pour les grands trous difficiles à usiner avec des forets et pour l'usinage d'entrée de poche, mais un réglage incorrect des conditions peut augmenter considérablement la charge de l'outil.

1. En fraisage hélicoïdal, vérifiez le diamètre du trou Dh, le diamètre du Cutter Dc et le diamètre de la trajectoire du centre de l'outil.
2. Calculez le pas hélicoïdal et l'angle de plongée en fonction de la distance de déplacement du centre de l'outil.
3. Pour la sélection d'outils, vérifiez toujours le diamètre de trou hélicoïdal min/max, l'APMX et l'angle de plongée maximal.
4. Que vous commenciez par le pas ou l'angle, confirmez que la condition finale est conforme aux spécifications de l'outil.
5. Parce que le déplacement du centre de l'outil et le déplacement de l'arête de coupe sont différents, faites attention à la correction d'avance.
6. Si le calcul manuel est fastidieux, utilisez le calculateur pour vérifier les conditions.
7. Utilisez le sélecteur d'outils séparé pour vérifier les outils candidats.

En fraisage hélicoïdal, les calculs et la sélection d'outils ne doivent pas être considérés séparément. Il est important de vérifier le diamètre du trou, le diamètre du Cutter, le pas, l'angle de plongée, la correction d'avance et les spécifications de l'outil comme un flux de travail continu.