Qu’est-ce qu’une fraise à billes en carbure ?
Une fraise à billes en carbure est un outil de coupe dont l’extrémité est dotée d’une arête de coupe sphérique en carbure cémenté.
Le carbure, également appelé “carbure cémenté”, est un alliage extrêmement dur. Il est fabriqué en ajoutant du carbure de tungstène ou de titane à du fer et en les pressant ensemble par frittage de poudre à haute température.
Les fraises à billes ont des arêtes de coupe sur le côté ainsi que sur une face d’extrémité, et la face d’extrémité est en forme de bille. Il est possible d’usiner des surfaces courbes complexes. On s’en sert principalement pour l’usinage d’outils centraux.
Utilisations des fraises à billes en carbure
Ces fraises conviennent aux opérations de coupe de formes courbes. Elles sont également utilisées pour l’usinage des congés de raccordement afin d’empêcher les pièces et les débris de s’accumuler dans les coins de la surface inférieure. On s’en sert aussi pour les rainures en forme de kamaboko qui servent de canaux d’écoulement pour les liquides.
Les applications spécifiques comprennent l’usinage de la forme des moules tels que ceux d’injection et de lentilles, la modélisation ainsi que les petites pièces. La pointe sphérique de l’outil de coupe permet d’usiner des surfaces courbes complexes. Toutefois, elle n’est pas adaptée à la coupe de travaux nécessitant des arêtes vives dans les coins inférieurs.
L’usinage à l’aide de fraises à billes est plus précis et plus complexe sur le plan dimensionnel que les procédés de formage des matières plastiques tels que le pressage.
Principe des fraises à billes en carbure
Les fraises à billes en carbure peuvent usiner des surfaces courbes en utilisant une arête de coupe en forme de bille. De plus, lorsqu’elles sont utilisées avec des machines-outils à commande numérique, il est possible d’usiner des surfaces de courbes complexes en trois dimensions.
Elles n’ont pas une grande rigidité en raison de la faible section de l’arête de coupe. Il convient donc d’être prudent lors de leur utilisation car elles sont sujettes à des débordements de l’arête. Les carbures cémentés pour outils de coupe sont classés en trois catégories d’application : la classe P, M et K.
1. Classe P
La classe P présente une excellente résistance à la chaleur et au soudage. Elle contient une grande quantité de carbure de titane TiC et de carbure de tantale TaC. Ces alliages sont résistants aux dommages thermiques tels que les cratères et les fissures thermiques. Les principales applications sont le traitement de l’acier, de l’acier allié et de l’acier inoxydable.
2. Classe M
La classe M contient une quantité modérée de carbure de titane TiC, de carbure de tantale TaC, etc. Il s’agit d’un alliage résistant aux dommages thermiques et mécaniques. Ses principales applications sont le traitement de l’acier inoxydable, de la fonte et de la fonte ductile.
3. Classe K
La classe K est un alliage à base de carbure de tungstène WC avec une excellente résistance. Il est particulièrement résistant aux dommages mécaniques, tels que l’usure par crevaison.
Ses principales applications sont l’usinage de la fonte, des métaux non ferreux et des non-métaux. D’autre part, en raison de sa dureté, il est peu collant et se casse facilement. L’inconvénient est que cette classe est résistante à la compression, mais faible contre la tension et les forces latérales.
Caractéristiques des fraises à billes en carbure
Avantages
- Comparé aux procédés de cisaillement tels que le travail à la presse, le découpage à l’aide de fraises en bout offre une précision dimensionnelle supérieure.
- Contrairement aux fraises normales, l’arête de coupe arrondie permet d’usiner des surfaces courbes complexes sans arêtes. Les surfaces courbes peuvent être formées à volonté tant que le rayon de courbure est supérieur à celui de la bille de la fraise à bout sphérique.
- Le revêtement diamanté permet d’atteindre un degré de sophistication plus élevé et d’usiner des matériaux en carbure.
- L’arête de coupe peut être réaffûtée si elle est usée, ce qui la rend économique.
Inconvénients
- Le fraisage en bout nécessite l’enlèvement d’un plus grand nombre de pièces, ce qui réduit le rendement des matériaux.
- La surface ondulée de la surface usinée peut entraîner des variations de surface. Par conséquent, l’usinage est effectué par remplissage, ce qui nécessite plus de temps d’usinage.
- L’usinage à angle droit des coins inférieurs n’est pas possible. De plus, l’évacuation des copeaux de coupe est médiocre.
Types de fraises à billes en carbure
Les fraises à billes en carbure peuvent être divisées en trois types d’un point de vue structurel : le type intégral, le type à arête de coupe séparée et le type brasé.
1. Type intégral
Le type intégral est une fraise dont la queue et l’arête de coupe sont intégrées. Sa grande rigidité permet un usinage de haute précision. Elles peuvent également être réaffûtées et revêtues après usure.
2. Type à arête de coupe séparée
Le type à arête de coupe séparée est un type dans lequel l’arête de coupe, appelée “plaquette”, est fixée à l’aide d’une vis ou d’un dispositif de retenue. Le prix est réduit par l’utilisation partielle d’un matériau en carbure cémenté. Une caractéristique de ce type est que l’arête de coupe peut être remplacée par une nouvelle lorsqu’elle est usée.
3. Type brasé
Les fraises en bout de type brasé ont une arête de coupe en carbure cémenté brasée sur la tige. Il s’agit d’un type peu coûteux.