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Conseils pour le filetage dans les matières difficiles
Conseils pour le filetage dans les matières difficiles


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Derek Korn
Modern Machine Shop Magazine

Allez plus loin en consultant les sites suivants :

Le filetage à la fraise commence à se populariser pour un certain nombre de raisons, annonce Jamie Rosenberger, directrice produit pour les outils à fileter chez Allied Machine and Engineering, fabricant d'outils de perçage et d'usinage de finition. Déjà, explique-t-elle, la plupart des machines à commande numérique de nouvelle génération offrent à présent l'interpolation hélicoïdale comme fonction de base. (Ce mouvement simultané sur tous les axes XYZ de la fraise à fileter dans le trou de la pièce est nécessaire pour permettre à l'outil, dont le diamètre de corps ne représente qu'une fraction de celui du trou, de tailler les filets.) Par conséquent, les machinistes et programmeurs qui arrivent dans le métier, qui se sont faits les dents sur ces machines-outils de technologie plus récente, sont apparemment plus enclins à considérer le filetage à la fraise comme une alternative viable aux opérations plus traditionnelles de taraudage.

Par ailleurs, Mme Rosenberger explique que le filetage à la fraise est particulièrement bien adapté aux matières difficiles et chères, comme par exemple l'acier à outil, l'acier inoxydable et les alliages haute température. Pour tout dire, c'est justement pour ces applications qu'a été développée chez Allied Machine and Engineering la nouvelle gamme des fraises à fileter AccuThread T3.

Elle explique que pendant le taraudage, le taraud est complètement engagé dans la pièce à travailler, avec pour résultat un échauffement non négligeable, car les arêtes de coupe du taraud ne peuvent pas refroidir et l'arrosage a bien du mal à les atteindre. C'est particulièrement problématique lorsque la matière à tarauder est un alliage haute température, comme ceux utilisés dans l'aérospatial et l'industrie du pétrole/gaz, car ces matériaux résistent à la chaleur au lieu de l'absorber. Résultat, toute la chaleur produite pendant le taraudage est transférée au taraud. Lorsque s'ajoute à cela la pression importante exercée par l'outil découlant du nombre de dents engagées en même temps dans la matière, il existe un risque que le taraud s'use prématurément, voire qu'il casse net dans le trou. Ce dernier scénario peut imposer la reprise de la pièce, ce qui prend du temps, voire sa mise au rebut, ce qui peut s'avérer coûteux dans la mesure où le taraudage compte généralement parmi les dernières opérations d'usinage effectuées sur une pièce. Toutes ces considérations renforcent l'attractivité du filetage à la fraise auprès de certains ateliers, particulièrement ceux qui usinent des pièces onéreuses, et bien que les fraises à fileter coûtent plus cher que les tarauds.

Cela dit, il peut être tout aussi difficile d'usiner des filets dans des matières trempées et haute température avec des outils conventionnels de filetage qui usinent un filet complet en un seul mouvement hélicoïdal sur 360° (par exemple, une fraise à fileter qui a un nombre suffisant d'arêtes de coupe pour fraiser en une seule rotation hélicoïdale le profil tout entier du filet dans un trou de 0,75" de profondeur). La pression élevée d'usinage générée du fait de l'engagement dans la matière de toutes les arêtes de coupe en même temps peut faire fléchir l'outil et entraîner un fini médiocre du filetage.

Tout au contraire, la fraise à fileter en carbure monobloc AccuThread T3 d'Allied Machine and Engineering, avec son revêtement propriétaire au PVD multicouches AM210, usine essentiellement dans le trou un filet à la fois en un mouvement hélicoïdal continu, ce qui réduit au minimum la pression d'outil et le risque de fléchissement. Bien que ces outils soient dotés de trois dents, le gros de l'action de fraisage du filet est réalisé par la première, tandis que les deux autres se chargent essentiellement de nettoyer le filet créé. Par conséquent, la pression sur l'outil est légère pendant le fraisage, si bien que sa flexion n'est généralement pas problématique. Par ailleurs, pendant le filetage à la fraise, les arêtes de coupe ont l'occasion de refroidir, car l'usinage n'est pas continu, et l'arrosage a plus de facilité à les atteindre.

L'autre avantage de la fraise AccuThread T3, c'est que l'outil suit une rotation antihoraire pour lui permettre de fraiser dans un mouvement montant, de la même manière qu'il tourne dans un mouvement hélicoïdal dans le sens horaire et en descendant dans le trou pour fraiser un filetage à droite. En fraisage montant, les arêtes de coupe de l'outil produisent un copeau qui va en s'affinant. C'est-à-dire que l'outil forme la partie la plus épaisse du copeau lorsqu'il s'engage dans la matière de la pièce, et se termine plus fin en sortie. Cela engendre une flexion moindre par rapport au fraisage conventionnel (dans lequel l'outil frotte effectivement contre la matière alors qu'il s'engage pour former un copeau qui va en s'épaississant) et permet une évacuation plus efficace des copeaux pour en réduire au minimum la recoupe.

Conseils pour le filetage à la fraise

Étant donné les avantages qu'offre le filetage à la fraise, Mme Rosenberger explique qu'Allied Machine & Engineering continue d'être interrogé sur ce qu'il faut faire pour tirer le meilleur de cette technologie. Voici les quelques conseils qu'elle adresse aux ateliers intéressés par le filetage à la fraise :
  • Par rapport au taraudage, le filetage à la fraise peut permettre d'obtenir des trous de meilleure qualité tout en réduisant le risque de mise au rebut des pièces, un aspect primordial lorsque les pièces sont de grandes dimensions et coûteuses. Toutefois, ce n'est pas la meilleure solution de filetage pour toutes les applications. On continue généralement à préférer le taraudage pour produire des filetages dont le rapport longueur-diamètre est supérieur à 3:1.

  • Le filetage à la fraise doit être abordé comme la plupart des autres pratiques d'usinage. Plus il y a de matière à enlever ou plus cette dernière est difficile, plus le nombre de passes nécessaires peut être important. Par exemple, plusieurs passes risquent d'être nécessaires pour réaliser des filetages à gros pas.

  • On préfère toujours le fraisage montant au fraisage conventionnel pour son échauffement moindre et la flexion réduite qu'il applique à l'outil.

  • Utilisez toujours la compensation de fraise pour le filetage à la fraise. Cela vous permet de maîtriser le diamètre précis du filetage sans risquer de rebuter la pièce parce que le diamètre fraisé du filetage est trop grand.

  • Utilisez toujours des porte-outils rigides. Pendant l'usinage, les fraises à fileter sont sous contrainte radiale et doivent être solidement bridées dans des porte-outils de type mandrin de fraisage, mandrin hydraulique, porte-outil à ajustement fretté ou support de fraise à queue. Ne pas utiliser les pinces de serrage ER pour le filetage à la fraise.

  • Ne perdez pas votre temps à écrire vous-même vos programmes de filetage à la fraise. Nombreux sont les logiciels mis à votre disposition par les fabricants de fraises à fileter, notamment Allied Machine and Engineering avec son Insta-Code, qui vous fournit le code et vous fait gagner du temps.


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