UGV
Nous traiterons dans cette partie les diverses exigences
imposées aux machines
et aux outils utilisés en UGV. Certains avantages et
inconvénients liés à l'UGV
sont également évoqués ici.
Avantages de l'UGV
La température de l'outil de coupe et de la pièce
est maintenue au
minimum, ce qui permet une augmentation de la durée de vie
d'outil dans de
nombreux cas.
Par ailleurs en UGV les passes sont de faibles profondeur et le
temps d'engagement de l'arête de coupe est
extrêmement court.
Ce temps d'engagement court en plus de limiter la propagation de la
chaleur diminue la flexion de
l'outil ce qui nous ramène à un des objectifs de
l'UGV : un meilleur
respect des dimensions. De plus ceci permet d'allonger le
porte-à-faux tout en
diminuant les risques de vibrations.
Les faibles efforts de coupe
entraînent une flexion légère et
régulière de l'outil. Cette
caractéristique,
combinée à une surépaisseur d'usinage
que l'on va chercher à garder constante pour chaque
opération, sont
les conditions préalables à un processus de
production fiable et hautement
productif. Comme les profondeurs de coupe sont traditionnellement
faibles en
UGV, les forces radiales sur l'outil et la broche sont faibles, ce qui
économise les paliers de broche, les clavettes et les vis
à billes.
Usinage productif pour les pièces de petite
taille.
Lorsque la surépaisseur d'usinage totale est relativement
faible,
il est économique de réaliser
l'ébauche, la semi-finition et la finition avec
l'UGV. Productivité élevée dans les
opérations de finition en général et
possibilité de réaliser un excellent
état de surface.
Possibilité d'usiner des pièces
à parois très minces
La paroi peut par
exemple présenter une épaisseur de 0,2 mm et une
hauteur de 20 mm si l'on
utilise une méthode appropriée aux usinages dit
« voile mince « .
Utiliser le fraisage en avalant. Le temps de contact entre
l'arête
et la pièce doit être extrêmement court
pour éviter les vibrations et la
flexion de la paroi. La micro-géométrie de la
fraise doit être très positive
avec une très bonne acuité d'arête.
La précision géométrique
Cette précision permet un assemblage plus rapide et
plus aisé. Même si l'usinage nécessite
un certain nombre d'heures
supplémentaires, le polissage manuel toujours
très long est réduit
considérablement, souvent de l'ordre de 60 à 100
%.!
Réduction du processus
Réduction du processus de production puisque la trempe, le
fraisage des électrodes et
l'électroérosion peuvent être
réduits, ce qui permet une diminution des
investissements et simplifie la logistique. La réduction des
équipements
d'électroérosion libère
également de l'espace au sol. A noter que l'UGV permet
des tolérances dimensionnelles de 0,02 mm tandis que celles
autorisées par
l'électroérosion sont de 0,1 à 0,2 mm.
La longévité
Concernant d'une matrice ou d'un moule, leur
longévité peut également
être parfois augmentée lorsque
l'électroérosion est remplacée par
l'usinage. Lorsqu'elle n'est pas
correctement réalisée,
l'électroérosion peut engendrer une fine couche
écrouie
directement sous la couche supérieure fondue. La couche
écrouie peut avoir une
épaisseur jusqu'à 20 microns d'une
dureté pouvant aller jusqu'à 1000 Hv. Comme
cette couche peut être considérablement plus dure
que la matrice, elle doit
être enlevée et il s'agit d'une
opération de polissage difficile et souvent
très longue. L'électroérosion peut
également engendrer des criques verticales
dans la couche supérieure fondue et
re-solidifiée. Ces criques peuvent, en
conditions défavorables, aller jusqu'à
entraîner la rupture d'une partie du
moule.
Réactivité
Les changements de formes peuvent être
réalisés très rapidement via la
CAO/FAO, en
particulier dans les cas où il n'est pas
nécessaire de produire de nouvelles
électrodes.
Quelques inconvénients liés
à l'UGV
- Les accélérations et
décélérations rapides, les
démarrages et arrêts
fréquents de la broche entraînent une usure
relativement plus rapide des
glissières, des vis à billes et des paliers de
broche, ce qui entraîne souvent
des coûts de maintenance
élevés…L'accès au machine
UGV est de toute façon plus
chère.
- Connaissance spécifique du processus d'usinage,
des équipements de
programmation et de l'interface nécessaire pour un transfert
rapide des
données.
- Difficultés pour trouver et recruter du
personnel qualifié .
- Très longue période de mise au point
du processus.
- Les erreurs humaines ou celles dues au matériel
ou aux logiciels peuvent avoir de
très graves conséquences !
- Nécessité d'une bonne planification
du processus d'usinage.
- Mesures de sécurité indispensables :
- Utiliser des machines fermées avec protection
renforcée.
- Eviter les longs porte-à-faux d'outils.
- Ne pas utiliser des outils et adaptateurs trop lourds.
Vérifier les outils, les
adaptateurs et les vis régulièrement pour
déceler les fissures de fatigue.
- Utiliser seulement des outils permettant une vitesse de
broche optimale.
- Ne pas employer des outils monobloc en acier rapide !!
Principales caractéristiques
de la machine-outil et du transfert de données en UGV
- Système d'attachement des porte-outils de type
HSK.
- Plage de vitesses de broche de 24.000 tr/min à
40.000 tr/min.
- Puissance broche > 22 kW
- Avance programmable 40-60 m/min
- Avance rapide = 90 m/min
- Accélération/décélération
de l'axe > 1 g ( plus rapide avec moteurs
linéaires)
- Haute stabilité thermique et rigidité
de la broche – Pré-tension
élevée et
refroidissement des paliers de broche)
- Air comprimé/réfrigérant
à travers la broche
- Cadre machine rigide avec haute capacité
d'absorption des vibrations
- Diverses compensations d'erreurs –
température, quadrant, vis à bille sont
les plus importantes.
- Fonction avancée d'anticipation de la CNC
- Vitesse de traitement des blocs 1-20 ms
- Incréments (linéaires) 5-20 microns
- Flux de données via RS23219,2 Kbit/s (20 ms)
- Flux de données via Ethernet 250Kbits (1ms)
Exigences spécifiques
demandées aux outils de coupe en carbure monobloc
- Rectification haute précision engendrant un saut
radial inférieur
à 3 microns
- Porte-à-faux aussi court que possible, et corps
d'outil aussi rigide et épais
que possible pour limiter la flexion au minimum.
- Arête et longueur de contact courtes pour limiter
autant que possible les
vibrations, limiter les efforts de coupe et la flexion.
- Queues surdimensionnées et antivibratoires, en
particulier pour les petits
diamètres d'outils.
- Substrat micro-grain, revêtement TiAlN pour une
meilleure résistance à
l'usure/ dureté à chaud
- Micro-géométrie adaptée,
robuste pour l'UGV de l'acier traité
- Outils symétriques, de
préférence équilibrés par
construction.
Exigences spécifiques
demandées aux fraises à plaquettes
- Conception équilibrée
- Excellente précision en matière de
saut radial, à la fois sur les logements
et sur les plaquettes, au total 10 microns maximum.
- Nuances et géométries
adaptées à l'UGV dans les aciers
trempés
- Dépouille suffisante sur les corps de fraise
pour éviter les frottements
lorsque la flexion de l'outil (efforts de coupe) disparaît
- Marquage de la vitesse de rotation maxi
autorisée sur le corps de fraise.
Fraisage sous arrosage
Les
nuances de carbure modernes, en particulier les carbures
revêtus, ne
nécessitent pas en temps normal de liquide de coupe en cours
d'usinage. Les
nuances GC donnent de meilleurs résultats en
matière de durée de vie et de
fiabilité lorsqu'elles sont utilisées
à sec. Ceci est encore plus vrai pour les
cermets, les céramiques, le nitrure de bore cubique et le
diamant. Les vitesses
de coupe élevées utilisées aujourd'hui
engendrent de fortes températures dans
la zone de coupe. La coupe s'accompagne de la formation d'une zone
entre
l'outil et la pièce, avec des température de
l'ordre de 1000°C, voire plus.
Tout liquide de coupe entrant en contact avec les arêtes de
coupe serait
instantanément transformé en vapeur et n'aurait
donc plus aucun effet
refroidissant. L'emploi d'un liquide de coupe en fraisage ne fait
qu'amplifier
les variations de température qui se produisent lorsque les
plaquettes entrent
et sortent de la pièce. En usinage à sec, ces
variations existent également
mais dans la limite de la plage de températures pour
laquelle la nuance a été
conçue.
Ajouter un liquide de coupe ne fait qu'augmenter ces variations en
refroidissant l'arête de coupe à sa sortie de
pièce. Ces variations ou chocs
thermiques entraînent les contraintes cycliques et des
fissures thermiques, ce
qui, bien sûr, conduit au vieillissement
prématuré de l'outil. Plus la zone de
coupe est chaude, moins un liquide de coupe est approprié.
Les nuances de
carbure modernes, les cermets, les céramiques et le CBN sont
conçus pour
résister à des vitesses et des
températures élevées et stables.
Lorsqu'on utilise des nuances de fraisage revêtues,
l'épaisseur du revêtement
joue un rôle capital. L'effet que peut avoir un
réfrigérant sur des plaquettes
de fraisage à revêtement fin et épais
peut être comparé à l'effet produit
lorsqu'on verse de l'eau bouillante simultanément dans un
verre à parois minces
et dans un autre à parois épaisses pour voir
lequel se brise.
Une paroi ou un revêtement mince entraîne moins de
tensions et de contraintes
thermiques. C'est pourquoi c'est le verre à parois
épaisses qui se brisera du
fait des variations importantes de température entre
l'intérieur brûlant et
l'extérieur froid. Cette même théorie
s'applique pour une plaquette à
revêtement épais. Des différences de
durée de vie de l'ordre de 40 %, voire
plus dans certains cas, sont monnaie courante, en faveur de l'usinage
à sec.
Lorsque l'usinage de matériaux collants tels que les aciers
bas carbone et les
aciers inoxydables doit se produire à des vitesses
entraînant la formation
d'arêtes rapportées, il convient de prendre
certaines précautions. Le
température dans la zone de coupe doit être soit
supérieure, soit inférieure à
la zone critique de formation d'arête rapportée.
Lorsque la zone de flux se
produit à des températures
supérieures, le problème est
éliminé et il n'y a
pratiquement plus de formation d'arêtes
rapportées.
Si on opte pour des vitesses de coupe faibles engendrant des
températures plus
basses, il est alors possible d'utiliser un
réfrigérant sans conséquences trop
nocives sur la durée de vie d'outil.
- L'usinage d'alliages réfractaires se fait
généralement sous faibles vitesses
de coupe. Dans certains cas, il peut être important
d'utiliser un liquide de
coupe pour lubrifier et refroidir la pièce, en particulier
lors d'opérations de
rainurage profond.
- Finition des aciers inoxydables et de l'aluminium pour
empêcher le collage de
petites particules sur la surface de la pièce. Dans ce cas,
le liquide de coupe
a un effet lubrifiant et contribue, dans une certaine mesure,
à l'évacuation de
ces infimes particules.
- Usinage de pièces à parois minces
pour éviter la déformation
géométrique.
- Lors de l'usinage des fontes et des fontes nodulaires, le
liquide de coupe
recueille la poussière métallique
générée pendant l'usinage (Ces
poussières
peuvent également être
récupérées via un système
d'aspirateur).
- Elimination des copeaux sur les palettes, les
pièces et les composants
machine (peut être fait également par des
méthodes traditionnelles).
- Prévention de la corrosion sur les
pièces et les principaux composants
machine.
- Si le fraisage doit se faire sous arrosage, il faut que le
débit soit important
et il faut utiliser une nuance de carbure cémenté
car ce matériau de coupe est
recommandé aussi bien pour l'usinage sous arrosage
qu'à sec. Il peut s'agir
soit d'une nuance moderne avec un substrat tenace revêtu de
plusieurs couches,
soit d'une nuance de carbure à grains fins, plus dure,
revêtue par PVD d'une
fine couche de TiN.
Economies substantielles
grâce à l'usinage à sec:
- Augmentation de productivité
- Diminution des coûts de production. Le
coût des réfrigérants et de leur
recyclage représente 15 à 20 % de l'ensemble des
coûts de production !… ce qui
peut être comparé aux coûts d'outil qui
eux ne représentent que 3 à 4 %.
- Sur le plan environnemental et santé, atelier
plus propre et plus sain grâce
à l'élimination des bactéries et des
mauvaises odeurs.
- Elimination de la maintenance des réservoirs et
du système de réfrigérant. Il
est habituellement nécessaire d'arrêter
régulièrement les machines pour les
nettoyer de même que l'équipement de
refroidissement.
- D'ordinaire la formation des copeaux est
améliorée en usinage à sec.
Liquide de coupe en UGV
En
usinage conventionnel, lorsque la chaleur a le temps de se propager, il
peut
être parfois nécessaire d'utiliser un
réfrigérant pour empêcher qu'une
chaleur
excessive se propage à la pièce, l'outil de coupe
et l'attachement ainsi,
éventuellement, qu'à la broche machine. Cet
arrosage peut se traduire par une
légère dilatation de la pièce
à usiner et de l'outil pouvant nuire au respect
des tolérances. Ce problème peut être
résolu de différentes façons. Il est
beaucoup plus favorable, pour la précision du moule ou de la
matrice,
d'effectuer l'ébauche et la finition sur des machines
distinctes. La chaleur
transmise à la pièce ou à la broche en
finition est en effet négligeable.
Une autre solution consiste à utiliser un
matériau de coupe à faible
conductivité thermique comme les cermets. Dans ce cas, une
grande partie de la
chaleur est évacuée avec les copeaux,
même en usinage conventionnel. Cela peut
paraître secondaire, mais un des principaux facteurs de
réussite des opérations
d'UGV est l'évacuation totale des copeaux de la zone de
coupe. Eviter le
recyclage des copeaux lorsqu'on usine de l'acier traité est
absolument
essentiel pour garantir la fiabilité de la durée
de vie d'outil ainsi que la
sécurité du processus d'usinage.
La meilleure façon de garantir une parfaite
évacuation des copeaux consiste à
utiliser de l'air comprimé qui doit être bien
dirigé sur la zone de coupe.
L'idéal est que la machine soit
équipée d'une option de soufflage à
travers la
broche. L'alternative consiste à avoir un mélange
d'huiles sous haute pression
dirigé vers la zone de coupe, de
préférence à travers la broche.
La troisième possibilité consiste à
utiliser un réfrigérant sous haute pression
(environ 70 bar ou plus) avec un fort débit, de
préférence également à
travers
la broche.
La plus mauvaise solution est l'adduction externe d'un
réfrigérant ordinaire
avec faibles pression et débit.
Si on utilise des plaquettes carbure ou des outils en carbure monobloc,
la
différence de durée de vie d'outil entre la
première alternative proposée et la
dernière peut être de 50 %.
Lors de l'utilisation de cermet, de céramique ou de nitrure
de bore cubique,
l'utilisation de réfrigérant est
déconseillée.
Transfert de données et outils
équilibrés
L'UGV
nécessite l'emploi de machines-outils
spécifiques. Il est également tout aussi
important de disposer de logiciels et de commandes
numériques présentant des
caractéristiques et options spécifiques
permettant la programmation de
trajectoires d'outils optimales.
CAO/FAO ET STRUCTURES CNC
L'UGV a
mis en évidence la nécessité de
développer la technologie FAO et CNC de façon
radicale.
L'UGV ne veut pas dire simplement contrôler et commander les
axes ainsi que faire
tourner les broches plus rapidement. Les applications d'UGV ont fait
naître le
besoin d'une communication beaucoup plus rapide entre les
différentes unités
entrant dans la chaîne de production.
Il existe également en UGV des conditions propres
à ce processus de coupe que
les machines CNC conventionnelles ne peuvent pas traiter.
Ce type de structure se caractérise par une configuration
spécifique des
données pour chaque ordinateur. L'échange de
données d'un ordinateur à l'autre
ne peut se faire que s'il y a adaptation et transcription. De plus la
communication est à sens unique. Il y a souvent plusieurs
types d'interfaces
sans qu'il y ait de standard commun.
DOMAINES PROBLÉMATIQUES
Le principal problème est qu'une CNC conventionnelle ne
comprend
pas les informations géométriques
avancées en provenance des systèmes de
CAO/FAO s'il n'y a pas transcription et simplification.
Cette simplification veut dire que ces informations
géométriques de haut niveau
(courbes complexes) issues de la CAO/FAO sont transformées
en trajectoires
d'outils primitives, basées sur des lignes droites entre des
points avec une
certaine marge de tolérance. Au lieu d'une courbe, on aura
une trajectoire
d'outil linéaire. Afin d'éviter la formation de
facettes, de marques dues aux vibrations
et de conserver un bon état de surface sur la
pièce, la résolution doit être
très élevée. Plus la
tolérance sera étroite (la valeur
séparant deux points
doit être normalement comprise entre 2 et 20 microns), plus
le nombre de blocs
CN sera élevé. Ceci est également vrai
pour les vitesses – plus la vitesse de
coupe et l'avance de table seront élevées, plus
le nombre de blocs CN sera
important.
De ce fait, on peut constater aujourd'hui que certaines applications
d'UGV sont
limitées car les temps de cycle des blocs ont atteint des
niveaux proches de
1
msec.
Des temps de cycles aussi courts nécessitent une
énorme capacité de transfert
des données. Cela va donc créer des goulots
d'étranglement pour tout le
processus à cause d'une surcharge des réseaux de
l'atelier et va nécessiter
également une capacité de mémoire
importante de la CNC et un système
informatique puissant.
Un bloc CN comporte généralement 250 bits et si
le temps de cycle du bloc se
situe entre 1 et 5 msec, la CNC doit pouvoir traiter entre 250 000 et
500 000
bits/sec !
La structure classique permettant de générer des
données et de réaliser
l'usinage et le processus de prise de cotes peut ressembler
à l'illustration
ci-dessous.
Géométrie de la pièce. CAO – création/dessin d'un modèle géométrique 3D basé sur des calculs mathématiques poussés (courbes Bezier ou NURBS)
Trajectoire d'outil générique. Création de fichiers FAO représentant les trajectoires d'outil, les méthodes d'approche, les outils et conditions de coupe, etc.
Programme CN. Création d'un programme CN via le post-traitement des fichiers FAO pour un type de contrôleur spécifique
Usinage de la pièce, moule ou matrice, etc. via les commandes en provenance de la CNC.
Prise de cotes. Enregistrement et transmission des jauges outils, CAQ (Computer Aided Quality assurance)
disposer de logiciels et de commandes
numériques présentant des
caractéristiques et options spécifiques
permettant la
programmation de trajectoires d'outils optimales. Dans cet article,
nous
abordons l'importance de disposer d'attachements adéquats et
d'outils
équilibrés. unités entrant dans la
chaîne de production.
Il existe également en UGV des conditions propres
à ce processus de coupe que
les machines CNC conventionnelles ne peuvent pas traiter.
Ce type de structure se caractérise par une configuration
spécifique des
données pour chaque ordinateur. L'échange de
données
FONCTION ANTICIPATION
Dans les applications d'UGV, le temps d'exécution d'un bloc
CN peut, dans certains cas, ne pas
dépasser 1ms. Ce laps de temps est beaucoup plus court que
le temps de réaction
des différentes fonctions des machines-outils, qu'elles
soient mécaniques,
hydrauliques ou électroniques. En UGV, il est donc
absolument essentiel de
disposer d'une fonction anticipation avec intelligence
géométrique intégrée. Si
on ne dispose que d'une fonction d'anticipation conventionnelle qui ne
peut
lire que quelques blocs à l'avance, la CNC doit ralentir et
entraîner les axes
à une vitesse de surface si faible que toute modification de
l'avance peut être
contrôlée. Dans ce cas, bien
évidemment, les applications d'UGV ne sont pas
possibles.
Une fonction anticipation avancée doit pouvoir lire et
vérifier des centaines
de blocs à l'avance en temps réel et identifier/
définir les cas où la vitesse de
surface doit être modifiée ou toute autre action
entreprise.
La partie supérieure de cette pièce a
été usinée avec une machine ne
possédant
pas de fonction anticipation suffisante et il apparaît
clairement que les
rayons ont été surusinés
comparée à la partie inférieure
usinée avec une
fonction anticipation suffisante.
Une fonction anticipation moderne analyse la
géométrie en cours d'usinage et
optimise la vitesse de coupe en fonction des changements de courbes.
Elle
contrôle également que la trajectoire d'outil est
bien conforme à la plage de
tolérances.
La fonction anticipation est une fonction de base pour tout
système de commande
numérique utilisé pour l'UGV dont la conception,
l'utilité et la polyvalence
peuvent être très variables d'une machine
à l'autre.
CHOIX DES ATTACHEMENTS
De la même façon que la CAO/FAO et la CN sont des
facteurs importants pour obtenir de bons résultats
d'usinage et une production optimisée, les
attachements/outils de coupe jouent
eux aussi un rôle déterminant.
Un des principaux critères à prendre en
considération lors du choix des
attachements et des outils de coupe est l'obtention d'un faux-rond le
plus
faible possible. Plus le faux-rond sera limité, plus la
charge sera répartie
sur toutes les plaquettes de la fraise (Un faux-rond égal
à zéro engendrerait
en théorie la meilleure durée de vie d'outil et
le meilleur état de surface).
Dans les applications d'UGV, l'indicateur total de faux-rond doit
être de 10
microns maximum au niveau de l'arête de coupe.
Il faut se souvenir que dix microns supplémentaires au
niveau du saut radial se
traduisent par une réduction de 50 % de la durée
de vie d'outil !
L'équilibrage comporte plusieurs étapes et se
déroule généralement comme suit :
- Mesurer le balourd de l'outil/du porteoutil sur une machine
d'équilibrage
- Réduire le balourd en changeant l'outil, en
l'usinant pour enlever de la
masse ou en déplaçant les contrepoids s'il s'agit
d'un porte-outil
équilibrable.
- Il est souvent nécessaire de recommencer la
procédure pour re-vérifier
l'outil et affiner les réglages faits au
préalable pour obtenir un bon
équilibre.
L'équilibrage de l'outil ne résout pas tous les
problèmes d'instabilité. Il peut y avoir entre
autres un mauvais ajustement entre le porte-outil et l'interface de la
broche.
Ceci s'explique par le fait qu'il y a souvent un jeu important dans la
fixation
et il peut également y avoir un copeau ou de la
poussière à l'intérieur du
cône. Il y a peu de chance que le cône s'ajuste de
la même manière à chaque fois.
La présence d'un corps étranger peut
créer un déséquilibre même
si l'outil, le
porte-outil et la broche sont tout à fait fiables par
ailleurs.
L'équilibrage des outils est une source
supplémentaire de coûts et il faut dans
chaque cas vérifier si la réduction de
coûts engendrée par l'équilibrage se
justifie. Dans certains cas, il n'existe néanmoins pas
d'autre solution pour
obtenir la qualité d'usinage souhaitée.
Toutefois, une sélection minutieuse des outils
appropriés à l'opération permet
souvent d'obtenir un bon équilibre. Lors du choix de vos
outils, veillez à
respecter les points suivants :
- Achetez des outils et des porte-outils de
qualité.
- Préférez les outils courts et aussi
légers que possible.
- Inspectez régulièrement vos outils et
porte-outils pour détecter les fissures
dues à la fatigue et les signes de torsion.
Le balourd de l'outil que le processus d'usinage peut accepter est
déterminé
par le processus lui-même, à savoir les efforts de
coupe, l'équilibrage de la
machine et dans quelle mesure il y a interférence entre ces
deux facteurs.
C'est en procédant par tâtonnement qu'on trouvera
le meilleur compromis
d'équilibre. Pour ce faire, répéter
l'opération plusieurs fois en utilisant des
valeurs différentes en partant par ex de 20 g-mm et en
allant en diminuant.
Après chaque opération, adopter un outil plus
équilibré et recommencer.
L'équilibre optimal est obtenu quand on arrive au point
où une nouvelle
amélioration de l'équilibrage de l'outil
n'entraîne plus d'amélioration de la
précision ou de l'état de surface de la
pièce ou lorsque l'usinage respecte les
tolérances spécifiées pour la
pièce.
Il faut toujours rester concentré sur le processus d'usinage
et ne pas se
focaliser sur une valeur G ou autre objectif arbitraire en
matière d'équilibrage.
Votre objectif doit toujours être de réaliser un
usinage aussi performant que
possible. Ceci implique donc de comparer les coûts
engendrés par l'équilibrage
de l'outil et les avantages que cet équilibrage peut
apporter et d'arriver à un
bon équilibre entre les deux.
Sous fortes vitesses, la force centrifuge peut être
suffisamment importante pour dilater
légèrement l'alésage de la broche.
Ceci a un effet négatif sur certains outils à
bride en V qui ne sont en contact
avec l'alésage de la broche que sur le plan radial.
La dilatation de la broche peut entraîner un
déplacement de l'outil en
direction de la broche par l'effort de traction constant du tirant.
Ceci peut
entraîner un grippage de l'outil ou un manque de
précision dimensionnelle dans l'axe
des Z.
Les porte-outils cône-face conviennent mieux à
l'usinage grandes vitesses.
Lorsque la broche commence à se dilater, le contact facial
empêche l'outil de
se déplacer dans l'alésage. Les outils
à manche creux sont également soumis à
la force centrifuge mais sont conçus pour se dilater avec
l'alésage de la
broche sous vitesses élevées. Le contact
outil/broche à la fois dans le sens
axial et radial résulte en un accouplement rigide autorisant
un usinage
agressif.
Lorsqu'on envisage de faire de l'UGV, il faut s'efforcer d'utiliser une
combinaison porte fraise/fraise qui soit symétrique. Il est
possible d'utiliser
différents systèmes d'attachement. Toutefois le
frettage, qui consiste à
chauffer le porte-outil de façon à dilater
l'alésage qui se resserre lors de
son refroidissement et maintient ainsi l'outil, est
considéré comme étant une
des méthodes les plus fiables pour l'UGV.
Tout d'abord parce que le saut radial est réduit au minimum,
ensuite du fait
que l'accouplement peut transmettre un couple
élevé ; il est par ailleurs aisé
de construire des outils et des assemblés sur mesure et
enfin, cette méthode
confère à l'assemblé une
rigidité d'ensemble élevée.
L'alternative au frettage thermique est un frettage
mécanique comme par exemple
la solution de TRIBOS de Shunk.
http://www.schunk.com/