Fraises technologie COOL +®

Cette série de fraises en carbure, avec son brevet déposé, possède une bague d’arrosage directionnelle permettant d’orienter et d’accélérer la vitesse du lubrifiant au plus près de la zone de coupe.

• Les forces de coupe exercées sur l’outil sont divisées par deux.
• La température dans la zone d’usinage est largement réduite.
• Les copeaux sont évacués rapidement.

Ce concept de lubrification permet d’augmenter :

• Les largeurs et profondeurs de passe ap et ae.
• La vitesse de coupe V_c et l’avance des outils V_f

En ébauche, les débits de copeaux par unité de temps – Q cm₃/min - sont multipliés par 2

Les matières à usinabilité difficile, titane, aciers inoxydables, superalliages sont usinées efficacement.

Depuis des décennies, les études et recherches ont démontré l’intérêt des fluides de coupe ou lubrifiants pour la quasi-totalité des opérations d’usinage par enlèvement de copeaux.

Les lubrifiants, très largement utilisés dans de nombreux procédés d’usinage de grandes dimensions, permettent d’assurer les fonctions suivantes :

• Le refroidissement de l’outil.
• La diminution du coefficient de frottement.
• L’évacuation des copeaux. 
• L’amélioration de l’état de surface. 
• L’augmentation des durées de vie d’outils, plus longues et plus régulières.

Les lubrifiants peuvent être amenés de diverses manières aux tranchants des outils :

• Par arrosage externe, à travers un ou plusieurs tuyaux autour de la zone de coupe ; il s’agit de la méthode la plus commune.
• Par arrosage périphérique, à travers des porte-outils et les pinces de serrage
• Par arrosage interne, à travers l’outil, avec des sorties à leurs extrémités ou dans les goujures pour des dimensions de diamètres de coupe supérieures à 6mm.

Aujourd’hui la majorité des processus de micro-fraisage utilise un arrosage externe, avec les trois inconvénients suivants :

• Les micro-fraises doivent être utilisées dans des plages de rotations élevées de 10'000 à 80'000 tours par minute. A ces vitesses de rotation, l’arrosage externe n’atteint que partiellement la zone de coupe, il est repoussé par l’anneau d’air en giration autour de l’outil.
• Le manque de lubrification et de refroidissement augmente la température de coupe dans la zone de frottement entre le tranchant des fraises et la pièce usinée. Cette augmentation de température diminue les propriétés mécaniques du carbure de tungstène et réduit de manière drastique la durée de vie des outils de fraisage.
• Les copeaux ne sont pas évacués correctement et les tranchants des outils recoupent plusieurs fois les mêmes copeaux. Cela se traduit par des états de surfaces insatisfaisants, voire des casses d’outils.

De ce fait, les fraises de petites dimensions rencontrent de nombreux problèmes d’usure et de performances lors des opérations d’usinage telles que le rainurage et l’usinage de poches.

Pour toutes ces raisons, DIXI Polytool a développé, mis au point et déposé un brevet selon le concept DIXI COOL+.

Les spécificités de l’outil et de sa bague résolvent les problèmes techniques et les trois inconvénients majeurs (a, b, c,) cités dans le paragraphe précédent à propos de la lubrification dans la zone d’usinage.

Le but du concept DIXI COOL+ est de fournir une solution qui permette de s’affranchir des inconvénients actuels et de pousser les performances et la productivité.

A ce jour, aucun système ne propose des micro-fraises selon les trois caractéristiques de cette innovation :

Avec ses multiples canaux intégrés, le lubrifiant traverse l’outil depuis l’arrière vers la partie active à l’avant. 

Il traverse la zone de répartition entre la bague directionnelle et l’outil, c’est l’angle du cône à l’intérieur de la zone de répartition qui dirige le lubrifiant au plus près de la zone de coupe.

La valeur angulaire oriente le lubrifiant à l’extrémité de l’outil et limite au maximum l’effet d’inertie en bout d’outil, même à rotation élevée.

Le concept DIXI COOL+ utilise le principe de l’effet VENTURI basé sur l’équation de Bernoulli concernant la dynamique des fluides.

A débit constant, la vitesse de sortie du lubrifiant V₂ est augmentée grâce à la différence de section entre les 6 canaux d’entrée et l’anneau circulaire de sortie.

Pour garantir cette augmentation de vitesse V₂ > V₁, les canaux d’entrée arrivant dans la zone de répartition du lubrifiant sont toujours plus importants en capacité de débit que l’anneau circulaire de sortie.

Une partie du lubrifiant est guidée directement à l’intérieur des goujures de l’outil et atteint les faces de coupe du diamètre.

Les résultats et avantages de l’utilisation de ces outils sont exceptionnels pour plusieurs raisons :

Le concept DIXI COOL+ diminue largement les contraintes et les forces de coupe exercées sur la partie active de la fraise. Il s’agit de l’avantage le plus important puisqu’il conditionne le volume de matière enlevé par unité de temps. Les forces de coupe sont presque divisées par deux !

Ci-dessous, une comparaison entre une fraise DIXI 7442 Ø1 COOL+, avec et sans arrosage orienté.

Mesures réalisées sur une table dynamométrique lors d’usinage de rainures profondeur 1mm dans de l’acier inoxydable 1.4441

Nouvelles perspectives pour le micro-fraisage

DIXI COOL+ apporte de nouvelles perspectives au micro-fraisage de matériaux coriaces. Le concept permet l’usinage fiable et répétitif avec des outils de petites dimensions dans des matériaux à usinabilité très difficile tels que les titanes, alliages haute température, les fibres de carbone.

La vitesse du lubrifiant favorise l’évacuation des copeaux de la zone de coupe de manière continue, efficace et répétitive. La problématique de recoupe des copeaux coincés créant de mauvais états de surface médiocres, voire des casses d’outils avec les procédés de lubrification externe, est supprimée.

D’autre part, le lubrifiant atténue aussi la formation d’arêtes rapportées et contribue à un meilleur état de surface de la pièce produite.

Un film, formé par une quantité suffisante de lubrifiant au bon endroit et au bon moment, garantit des durées de vie de fraise plus longues et plus régulières.

L’intérêt de ce nouveau principe d’arrosage est considérable puisque l’utilisation des outils de petites dimensions est largement représentée dans la fabrication des composants de la plupart des microsystèmes.

Aujourd’hui, la miniaturisation générale de nombreux mécanismes et appareils dans des secteurs industriels tels que médical, horloger, électronique, automobile, aérospatial sont directement concernés par ces problématiques de micro-usinage.

Le concept DIXI COOL + ne se limite pas aux fraises en bout deux tailles, fraise hémisphérique, fraise à fileter ou alésoir à trous passants sont également couverts par ce dépôt de brevet.

Des informations plus détaillées sur le fraisage, les fraises en carbure DIXI Polytool, les revêtements et les matières à usiner sont disponibles dans la catégorie « fraisage »

Si la matière est difficile à usiner, un revêtement C-TOP est recommandé.

L'utilisation d’une fraise en carbure revêtue C-TOP améliore la durée de vie de l'outil et réduit la fréquence de remplacement, même à température élevée, jusqu’à 1100°C, dans les matériaux à usinabilité difficile.

Il est donc utile lors de l’usinage des aciers non allié et les aciers de décolletage, les aciers faiblement et fortement alliés, les aciers inoxydables, les fontes, les alliages réfractaires, le titane et les aciers trempés >45 HRC.

Ce revêtement améliore la qualité de production en produisant des surfaces plus lisses et en réduisant la formation de bavures.

Fraises 2 tailles, corps renforcé, à hautes performances.

Outils développés pour l’usinage des matériaux coriaces.

Le système de lubrification DIXI COOL+ permet une plus grande productivité.

Le revêtement C-TOP extra lisse améliore la durée de vie, même à température élevée, dans les matériaux à usinabilité difficile

Fraises 2 tailles, corps renforcé, hélices différentes.

Outils développés pour l’usinage des matériaux coriaces.

Le système de lubrification DIXI COOL+ permet une plus grande productivité.

Le revêtement C-TOP extra lisse améliore la durée de vie, même à température élevée, dans les matériaux à usinabilité difficile.

Fraises 2 tailles, corps renforcé, à hautes performances. Outils développés pour l’usinage des matériaux coriaces. 

Le système de lubrification DIXI COOL+ permet une plus grande productivité.

Le revêtement C-TOP extra lisse améliore la durée de vie, même à température élevée, dans les matériaux à usinabilité difficile.

Fraises 2 tailles toriques, corps renforcé, à affûtage frontal symétrique.

Outils développés pour l'usinage des matériaux coriaces. 

Le système de lubrification DIXI COOL+ permet une plus grande productivité. 

Le revêtement C-TOP extra lisse améliore la durée de vie, même à température élevée, dans les matériaux à usinabilité difficile.