Qu’est-ce qu’une fraise diamantée ?
Une fraise diamantée est un type de fraise dont les arêtes de coupe sont revêtues de diamant. Le revêtement en diamant fait adhérer des particules de diamant d’une dureté extrême et d’une excellente conductivité thermique au matériau de base, ce qui donne des performances de coupe et une résistance à l’usure élevées.
Les fraises diamantées sont principalement utilisées pour l’usinage de matériaux durs et cassants, avec des vitesses de coupe élevées et une grande durabilité, ce qui améliore la précision de la coupe. Les fraises diamantées sont généralement utilisées pour couper des matériaux durs tels que les métaux, les céramiques, la pierre et le carbure de silicium.
Utilisations des fraises diamantées
Les principales utilisations des fraises diamantées sont les suivantes :
1. L’usinage de matériaux durs
Coupe de matériaux résistants aux hautes températures tels que les alliages de titane et l’Inconel, usinage de céramiques et de carbure de silicium.
2. L’usinage de précision
Gravure et usinage de bijoux, fabrication de composants optiques, découpe de lentilles, usinage d’engrenages de montres et de pièces de machines.
3. L’usinage à grande vitesse
Production en grande série et découpage à grande vitesse, usinage à grande vitesse de matériaux durs.
4. L’usinage d’alliages durs
Usinage du carbure de tungstène et du carbure de titane.
5. L’usinage de matériaux composites
Découpe de matières plastiques renforcées de fibres de carbone (CFRP) et de matériaux composites, y compris le graphite et la céramique.
CFRP est l’abréviation de Carbon Fibre Reinforced Plastic (plastique renforcé de fibres de carbone).
Types de fraises diamantées
Les types typiques sont les suivants :
1. Fraises à billes
Avec des arêtes de coupe sphériques diamantées ou à arêtes diamantées, adaptées à l’usinage des courbes et des surfaces irrégulières.
2. Fraises plates (fraises à lame plate)
Elles ont des arêtes de coupe plates avec un revêtement diamanté ou des arêtes de coupe diamantées et sont utilisées pour l’usinage de surfaces droites et de rainures.
3. Fraises à rayon
Dotées d’arêtes de coupe circulaires diamantées ou revêtues de diamant, elles conviennent à l’usinage de courbes et de formes complexes.
4. Fraises coniques
Fraises à bout conique, revêtues de diamant ou avoir des arêtes de coupe diamantées. Elles sont utilisées pour la fabrication de géométries spécifiques, telles que l’agrandissement de trous ou le chanfreinage.
Principe des fraises diamantées
Le processus de coupe d’une fraise diamantée est le suivant :
1. Réglage des conditions de coupe
En fonction du matériau à couper et de l’objectif de la coupe, les conditions de coupe appropriées (par exemple, la vitesse de rotation, la vitesse d’avance, la profondeur de coupe, la direction de la coupe, etc.
2. Positionnement
Monter la fraise diamantée sur la machine-outil. La position de la fraise diamantée est assurée par la broche de la machine-outil ou le porte-outil.
3. Début de la coupe
L’outil de coupe entre en contact avec la pièce tout en tournant. La coupe commence lorsque l’arête de coupe de la fraise diamantée entre en contact avec le matériau.
4. Production de la force de coupe
Lorsque l’arête de coupe s’enfonce dans le matériau, une force de coupe est générée et le matériau est enlevé. L’ampleur de la force de coupe dépend des conditions de coupe et des propriétés du matériau usiné.
5. Découpe du matériau
Les arêtes de coupe de la fraise diamantée coupent la matière pendant qu’elles tournent. La forme et la taille de la matière à enlever varient en fonction de la forme de l’arête de coupe.
6. Refroidissement et lubrification
Comme la coupe génère de la chaleur, il est courant de refroidir le point de coupe à l’aide d’un liquide de refroidissement ou de coupe. Cela prolonge la durée de vie de l’outil de coupe et du matériau et maintient la précision de la coupe.
7. Fin de la coupe
La coupe est arrêtée lorsque la zone de travail a été coupée. La zone de coupe est nettoyée à l’aide d’un liquide de refroidissement ou de coupe et la surface usinée est nettoyée.
Caractéristiques des fraises diamantées
Avantages
Les principaux avantages des fraises diamantées sont la haute performance de coupe, la résistance à l’usure, la conductivité thermique élevée, la bonne finition de surface et l’application à divers matériaux. Ces avantages sont expliqués ci-dessous.
Haute performance de coupe
Grâce au revêtement en diamant, les fraises diamantées sont extrêmement dures et bénéficient donc d’excellentes performances de coupe dans les matériaux durs et cassants. Une coupe rapide et efficace est possible et les temps d’usinage peuvent être réduits.
Résistance à l’usure
Le diamant est extrêmement résistant à l’usure, ce qui minimise l’usure pendant la coupe. Les fraises diamantées ont donc une longue durée de vie, même lors de longues opérations de coupe, ce qui est utile car cela réduit la fréquence des changements d’outils de coupe.
Conductivité thermique élevée
Grâce à l’excellente conductivité thermique du diamant, la chaleur générée pendant la coupe est efficacement dissipée. Cela réduit l’augmentation de la température au point de coupe et minimise les dommages et les déformations causés par la chaleur pendant la coupe.
Bonne finition de surface
Les arêtes de coupe tranchantes des fraises diamantées produisent une surface de coupe lisse. Elles sont ainsi adaptées à la fabrication de pièces nécessitant une qualité d’usinage élevée et une finition de surface lisse. Un autre avantage est qu’elles réduisent les vibrations et les bavures pendant la coupe, réduisant ainsi le nombre d’étapes de finition.
Applicable à une large gamme de matériaux
Les fraises diamantées sont largement utilisées dans divers secteurs industriels. Elles peuvent être utilisées pour la coupe d’une large gamme de matériaux, y compris le travail des métaux, la transformation des céramiques et la transformation des plastiques.
Inconvénients
Les principaux inconvénients des fraises diamantées sont leur prix élevé, les matériaux de coupe limités, la fragilité, le bruit de coupe et les vibrations. Ces inconvénients sont expliqués ci-dessous.
Prix élevé
En raison de leurs performances élevées et de leur résistance à l’usure, les fraises diamantées sont plus chères que les fraises ordinaires. Cela s’explique par des coûts de fabrication plus élevés en raison des revêtements diamantés et de l’utilisation de matériaux de meilleure qualité.
Limites des matériaux de coupe.
Les fraises diamantées sont principalement utilisées pour couper des matériaux durs ou cassants, mais ne conviennent pas pour couper des matériaux tendres ou tenaces. En raison des limitations des caractéristiques des arêtes de coupe et des matériaux de revêtement, d’autres outils de coupe peuvent être plus appropriés pour certains matériaux et certaines conditions d’usinage.
Fragilité.
Les fraises diamantées sont des matériaux très durs et cassants qui nécessitent un soin et une manipulation appropriés. Des vibrations ou des chocs excessifs peuvent endommager l’arête de coupe. Des dommages causés par la chaleur et l’usure de l’arête de coupe peuvent également se produire si le refroidissement et la lubrification ne sont pas adéquats.
Bruit de coupe et vibrations
En raison de la vitesse élevée et de l’efficacité des fraises diamantées, le bruit de coupe et les vibrations peuvent être relativement élevés.
Autres informations sur les fraises diamantées
Certaines fraises diamantées (fraises en bout diamantées) ont un double tranchant avec des arêtes de coupe interchangeables. Ce type de fraise possède une arête de coupe amovible, de sorte que lorsque l’arête de coupe est endommagée ou usée, l’arête de coupe peut être remplacée et l’usinage peut se poursuivre.