Fraisage de fin de fil et chatter: un guide diagnostique pour le fraisage de fil CNC

Le fraisage des fils remplace un robinet dédié par un seul outil qui peut couper plusieurs tailles de fils et des fils internes et externes à l'aide d'un chemin d'outil hélicoïdal.Cette flexibilité est associée à un profil de défaillance différent de celui du tapotement ou du filetage à un point uniqueParce qu'un moulin à fils coupe la forme complète du fil par un mouvement circulaire et hélicoïdal plutôt qu'un seul passage axial, éclaboussure au niveau des dents, chatter,et l'usure prématurée remontent souvent au chemin des outils, les paramètres d'interpolation hélicoïdale et le support d'outil plutôt que le seul grade de carbure.

Ce guide aide les machinistes CNC, les ingénieurs de processus et les équipes d'achat à distinguer les éclaboussures dentaires du bavardage, à relier chaque motif à sa cause la plus probable,et construire un procédé contrôlé pour le fraisage des fils qui évite les pièces en rupture de stock et la qualité inconsistante des fils.

Pourquoi le fraisage au fil échoue différemment des autres opérations

Un fraiseur à extrémité de fil coupe le profil complet du fil à l'aide d'un chemin d'interpolation hélicoïdal:l'outil se déplace en mouvement circulaire autour de l'oreiller ou de la tête tout en avançant simultanément axialement d'un filetage de fil par révolutionChaque dent engage le matériau de façon intermittente pendant qu'il traverse la coupe, comme pour le fraisage.mais l'outil doit également maintenir la relation géométrique précise qui définit la hauteur du fil et la forme.

Cette combinaison signifie que les problèmes peuvent provenir de plusieurs endroits à la fois:

• Le chemin d'outil hélicoïdal programmé et sa qualité d'interpolation
• Rigidité et support de l'outil compte tenu de sa longueur et de son diamètre par rapport à la profondeur du fil
• Le nombre de dents impliquées dans le profil du fil et la répartition de la charge entre elles
• La tendance du matériau à se fissurer, à se déchirer ou à durcir au sommet et à la racine du fil.
• Livraison de liquide de refroidissement dans une zone de coupe hélicoïdale, souvent partiellement fermée

Un outil qui fonctionne bien dans une taille de fil ou un matériau peut présenter des défaillances différentes dans un fil plus profond, un diamètre plus petit ou un matériau plus dur,même lorsque les données nominales de coupe sont semblables sur papier.

Différencier le bavardage du bavardage

Signes de fissuration des dents

Les fissures dans le fraisage des fils se manifestent généralement comme des dommages à la crête, au flanc ou à la racine des dents individuelles formant des fils, plutôt que l'usure lisse et uniforme attendue lors d'une utilisation normale.

• Dents qui ne sont pas visiblement constitués d'un ou de plusieurs fils
• Profondeur de fil ou forme incohérente sur différents passages avec le même programme
• Un profil de fil rugueux ou déchiré plutôt qu'une forme propre et définie
• Perte prématurée de la capacité à former des fils bien avant un point de remplacement prévu en raison de l'usure
• Débris ou particules fines dans le flux de la puce qui ne correspondent pas à la forme de la puce prévue pour l'opération

Des signes de bavardage

Le chatter dans le fraisage des fils est une vibration auto-excitée entre l'outil, la pièce et le système de la machine.

• Des motifs d'ondes répétitifs sur la surface du côté du fil
• Vibration tonale audible pendant le passage hélicoïdal plutôt qu'un son de coupe constant
• Finition de fil incohérente qui change à intervalles réguliers autour de la circonférence
• Sensibilité accrue aux changements de vitesse de la broche, certaines vitesses produisant des résultats nettement pires

Le bavardage et les fissures peuvent coexister: une vibration soutenue peut éventuellement fissurer une dent, tandis que des dommages dentaires préexistants peuvent également favoriser des vibrations irrégulières et ressemblant à des bavardages lors de passages ultérieurs.Pour déterminer ce qui est arrivé en premier, il faut examiner les premiers signes de dégradation plutôt que la défaillance finale..

Les causes courantes de l'éclatement des dents

Engagement radial excessif en une seule passe

En programmant une profondeur de fil trop grande pour être coupée en une ou deux passages hélicoïdaux, la charge sur chaque dent augmente.Le fraisage des fils bénéficie souvent d'un nombre défini de passages qui répartit l'élimination du matériau de manière plus uniforme, en particulier dans les matériaux plus durs ou les engagements de fils plus profonds.

Support insuffisant de l'outil par rapport à la profondeur du fil

Un moulin à fils qui fonctionne près de la limite de sa longueur utilisable pour un diamètre donné a une rigidité moindre pour résister aux forces radiales générées lors de l'interpolation hélicoïdale.Cela peut permettre suffisamment de déviation pour créer une charge dentaire inégale, qui apparaît sous forme d'éclatement concentré sur des dents spécifiques plutôt que réparti uniformément.

Conditions d'entrée interrompues ou durcies par le travail

Le fil dans un trou déjà foré ou foré avec une surface, une écaille ou une couche de travail incohérente peut soumettre les premières dents à une charge initiale imprévisible.Ceci est plus susceptible de provoquer des éclats localisés à l'entrée plutôt que l'usure uniforme.

Direction du parcours d'outillage et qualité de l'entrée/sortie

Une entrée ou une sortie abrupte, plutôt qu'un engagement et un désengagement en arc lisse, peut créer un pic de charge instantané sur la première ou la dernière dent pour entrer en contact avec le matériau.Vérifier que la trajectoire hélicoïdale générée par la CAM comprend une entrée et une sortie d'arc appropriées plutôt qu'un engagement radial direct.

Le liquide de refroidissement n'atteignant pas la zone de filtrage réelle

Si le liquide de refroidissement vise généralement l'outil plutôt que de soutenir spécifiquement la zone de coupe hélicoïdale, la chaleur et le frottement peuvent s'accumuler de manière inégale autour de la circonférence,qui peuvent contribuer à une charge dentaire incohérente et à une fissuration prématurée de certains matériaux.

Des causes courantes de bavardage dans le filage

Surplomb excessif de l'outil pour le diamètre et la profondeur du fil

Comme pour les autres opérations de fraisage, la projection inutile des outils réduit la rigidité.qui introduit une direction de force en constante évolution autour de l'axe de l'outil.

Maintien de travail instable ou éléments à paroi mince

Un fil coupé près d'une paroi mince, d'un appareil flexible ou d'une pièce insuffisamment serrée peut vibrer sous les forces radiales et axiales combinées d'interpolation hélicoïdale,même lorsque l'outil est suffisamment rigide.

Vitesse de la broche à ou près d'une fréquence de résonance pour le système

Certaines vitesses de broche peuvent exciter des vibrations dans une combinaison spécifique outil-porte-machine.la résonance est un facteur probable.

Nombre incorrect de passes pour la profondeur du fil et le matériau

La tentative de couper une profondeur de fil complète en trop peu de passes augmente à la fois l'engagement radial par passage et la probabilité de conditions de coupe instables,en particulier dans les matériaux plus durs ou plus abrasifs.

Une séquence de diagnostic contrôlée

Lorsqu'il y a des éclaboussures ou des éclaboussures dans le fraisage des fils, procédez au processus de manière systématique plutôt que de changer plusieurs variables à la fois.

1. Documentez le schéma de défaillance.Notez quelles dents sont touchées, si les dommages sont concentrés à l'entrée, au milieu ou à la sortie, et si la surface présente des fissures, des déchirures ou des marques de chatter.
2. Vérifiez le chemin d'outil généré par la CAM.Confirmer l'entrée et la sortie de l'arc, le nombre de passes hélicoïdales et l'engagement radial par passage par rapport à la recommandation du fournisseur d'outils pour le matériau et la taille du fil.
3. Vérifiez la projection de l'outil et l'état du support.Vérifiez que l'outil n'est pas étendu au-delà de la profondeur requise par le fil et que le support et le collet sont propres et bien fixés.
4. Vérifiez la tenue et la rigidité des pièces.Vérifiez que la pièce et le dispositif ne permettent pas de se déplacer sous les charges radiales et axiales combinées de l'interpolation hélicoïdale.
5. Revoir les conditions d'entrée.Vérifiez si le trou pré-usiné ou la surface de la tête est cohérente et si une couche interrompue ou durcie affecte les premières dents.
6. Confirmer la livraison du liquide de refroidissement à la zone de coupe hélicoïdale, pas seulement la zone générale des outils.
7. Ajustez une variable à la fois.Testez les modifications du nombre de passes, de la vitesse de la broche ou de l'alimentation individuellement et enregistrez la forme de la puce, le son et la qualité du fil après chaque changement.
8. Vérifier sur un petit lot.Un seul fil réussi ne confirme pas la stabilité du processus; vérifiez la cohérence entre plusieurs parties avant de finaliser le programme.

Les paramètres de départ numériques, y compris l'engagement radial recommandé par passage et la vitesse de coupe, doivent toujours provenir du fournisseur de l'outil pour la taille exacte du fil, le matériau et le revêtement.Ces valeurs doivent être considérées comme une référence de départ et validées sur la machine réelle, le support et la pièce.

Erreurs courantes dans le fraisage des fils

Fausser la qualité du carbure avant de vérifier le chemin d'outil

De nombreuses défaillances de fraisage des fils proviennent du chemin hélicoïdal généré par la CAM, du nombre de passes ou du support de l'outil plutôt que du matériau de l'outil lui-même.Vérifier la programmation et la configuration mécanique avant de changer la qualité ou le revêtement de l'outil.

Coupe de la profondeur de fil complète en une seule fois pour économiser du temps de cycle

La réduction du nombre de passages augmente la charge par dent et augmente le risque de fissuration, en particulier dans les matériaux plus durs ou les engagements de fils plus profonds.Confirmer la stratégie de passage recommandée par le fournisseur pour la taille et le matériau du fil spécifique.

Ignorant où dans la coupure commence le dommage

Les dommages concentrés aux points d'entrée vers la voie d'outil, le conducteur ou l'état de la surface de la pièce, tandis que les dommages répartis uniformément autour du fil peuvent indiquer des vibrations, le support de l'outil,ou niveaux de charge globauxTraiter tous les échecs comme le même problème peut conduire à la mauvaise solution.

Modification simultanée du régime de la broche et de l'alimentation

Lors du dépannage de chatter ou de chipping, changer plusieurs paramètres ensemble rend difficile d'identifier quel changement a résolu ou aggravé le problème.et enregistrer le résultat.

Réutilisation d'un programme à partir d'une machine différente sans validation

Le chemin d'outil et les paramètres prouvés sur une combinaison de machine et de support peuvent se comporter différemment sur une autre machine en raison de différences de rigidité, de caractéristiques de broche et de débit du support.Valider avant l'utilisation complète de la production.

Questions fréquemment posées

Comment puis-je savoir si le bavardage du filetage est causé par l'outil ou par la tenue de travail?

Comparer le schéma de vibration entre différentes pièces et configurations Si le chatter apparaît de façon constante indépendamment du luminaire ou de la pièce, de la projection de l'outil, de l'état du support,ou la vitesse de la broche sont les causes les plus probablesSi elle n'apparaît qu'avec certaines pièces ou fixations, la rigidité de la prise de travail est un facteur plus probable.

Est-il normal que la première et la dernière dent d'un passage hélicoïdal s'usent plus vite?

Des charges supplémentaires sont attendues à l'entrée et à la sortie en raison de la transition de l'engagement.mais les dommages excessifs ou fracturés spécifiquement à ces points indiquent souvent une prise brusque ou une prise brusque plutôt qu'un engagement en arc lisse, et devrait être revu dans le programme CAM.

Combien de passes doit utiliser une opération de fraisage des fils?

Cela dépend de la taille du fil, du matériau et de la recommandation du fournisseur d'outils.Les fils plus profonds et les matériaux plus durs bénéficient généralement de plus de passages pour répartir la charge, tandis que les fils peu profonds dans les matériaux plus faciles peuvent nécessiter moins.

Un revêtement peut-il réduire les éclats lors du fraisage des fils?

Un revêtement approprié peut aider à gérer le frottement, la chaleur et l'adhérence, mais il ne peut pas compenser un chemin d'outil inapproprié, un engagement excessif par passage, un support d'outil inadéquat ou une tenue de travail instable.Il faut d'abord s'attaquer aux facteurs mécaniques et de programmation..

Quelles informations dois-je fournir en signalant une défaillance de fraisage des fils à un fournisseur d'outils?

Indiquer la taille et la norme du fil, la qualité et la dureté du matériau, la méthode de préparation du trou ou de la bosse, le nombre de passes actuellement utilisées, le diamètre et la projection de l'outil, le type de support, la vitesse et l'alimentation de la broche,méthode du liquide de refroidissement, et des photographies des dents endommagées et de la surface du fil.

Conclusion

Les éclaboussures et les bavures dans le fraisage des fils proviennent généralement du chemin d'outil hélicoïdal, du support d'outil ou du support de travail plutôt que du seul matériau de carbure.engagement par passe, la projection de l'outil, les conditions d'entrée et la livraison du liquide de refroidissement résolvent généralement la majorité des pannes avant qu'un changement de qualité ou de revêtement de l'outil ne soit nécessaire.Diagnostiquez d'abord l'emplacement et le schéma de défaillance, puis ajuster une variable à la fois et valider sur un petit lot avant de s'engager dans un processus final.

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