Gravage - Anglage

De la décoration horlogère au gravage de pièces médical, notre gamme répond à toutes les applications d’anglage et gravure mécanique de ces secteurs.

De nombreux numéro de séries, de numéros d’articles, de Logos sont exécutés grâce aux graveurs.

Il existe des machines CNC dédiées uniquement au gravage mécanique.

Le gravage est un procédé d’usinage par enlèvement de copeaux qui consiste à réaliser des décorations ou des inscriptions de textes alphanumériques.

Le gravage de texte se faisait traditionnellement avec des fraises à graver sur des machines appelées pantograveurs mais ces dernières ont été grandement remplacées par les machines CNC. Les machines CNC ont apporté des possibilités presque infinies dans l’élaboration de décors jadis réalisé au burin à main.

Les fraises à graver appelées aussi graveur dans l’industrie se décline par un grand nombre de variétés de géométries, d’angles, de pointes et de revêtements.

Les domaines d’application des fraises à graver sont très variés, elles se trouvent aussi bien dans l’horlogerie pour la réalisation des décors ou de gravage des textes sur les mouvements mais aussi pour le centrage des trous. Un autre secteur d’application, par exemple, se trouve être dans la gravure d’art dans la frappe de médailles ou de monnaies.

DIXI Polytool propose une gamme de fraises à graver en carbure de tungstène mais également en PCD (diamant polycristallin) et en diamant monocristallin.

Généralement les fraises à graver disposent d’une seule dent (Z=1).

Les fraises à graver les plus simples sont les fraises en demi. Ces outils, bien que simple de conception, sont très exigeant au niveau de mise en œuvre. En effet ces outils supportent très mal les défauts de mal rond dû au serrage ou de la broche.

Comme l’on usine avec un diamètre très petit, le mal rond prend tout son importance, en effet 0.005 de mal rond sur un diamètre 6 mm ou sur un diamètre 0.05 est complétement différent.

En effet, en présence d’un défaut de mal-rond l’outil a une forte tendance à talonner ce qui va entraîner des conséquences désastreuses au niveau de la durée de vie et probablement sur la qualité de surface. Très souvent négligé par les opérateurs, la qualité du serrage de l’outil est pourtant primordiale.

DIXI Polytool compte 4 sortes de graveurs en métal dur dans son assortiment. Il y a les fraises à graver DIXI 7017 au profil ½ lune, les fraises à graver DIXI 7027 avec un profil 2/3, les fraises à graver DIXI 7007 au profil ¾ et finalement les fraises à graver DIXI 7025 qui ont un affûtage hélicoïdal.

Les fraises à graver DIXI 7007 ont une meilleure durée de vie dans les matériaux difficiles à usiner par rapport aux graveurs DIXI 7027 ou DIXI 7017.

Le graveur DIXI 7017 permet une meilleure finition en comparaison aux graveurs DIXI 7007 ou DIXI 7027.

Toutes les fraises à graver DIXI Polytool sont disponible avec des angles différents allant de 30° à 120° à l’exception des fraises à graver hélicoïdales qui sont disponible uniquement avec un angle à 60°.

En plus des gammes présentées ci-dessus, DIXI Polytool propose des exécutions semi-finies. Ce sont des ébauches de fraises à graver devant être affûtées en fonction de la forme à usiner.

Les fraises à graver sont dotées d’une pointe coupante plate ou rayonnée. La pointe des fraises à graver est indiquée avec une valeur de diamètre.

Chez DIXI Polytool le diamètre de pointe standard le plus petit est de 0.05mm et le plus grand est de 0.20mm. Le bon choix de l’outil en fonction de la matière à usiner avec ou sans revêtement ainsi que les bonnes conditions de coupe et de la lubrification auront un impact très important sur la durée de vie de ce dernier.

La fraise à angler DIXI 7623 permet de minimiser les bavures à l’usinage, les horlogers devront ensuite supprimer les bavures restantes sur les arêtes à la main.

Il existe plusieurs technologies pour faire de la gravure de surface (écriture, logo, pictogrammes etc…) telles que le laser, le poinçonnage ou la gravure chimique et bien sur le fraisage.

La gravure par fraisage c’est très largement rependue grâce aux technologies des commandes numérique et des logiciels de programmation (FAO). Il est devenu facile de graver toutes sorte de matériaux et toutes sortes d’écriture (police) grâce aux possibilités des commandes numérique.

Il est également à noter que ces nouvelles technologies ont permis de grandement augmenter la durée de vie des fraises à graver grâce à la meilleure gestion des vitesses de rotations ainsi que des avances.

La majorité des fraises à graver demandent une avance réduite en plongé ce qui est très important pour la durée de vie de l’outil. Les machines CNC ont apporté un gain énorme à l’aide de nombreux paramètres qu’il est possible d’adapter (Ae, Ap, les avances, les rotations et la répétabilité des parcours d’outils).

Il y a deux façons de rentrer dans la matière avec un graveur, soit en vertical (Z) ou soit en rampe.

En entrée verticale il est conseillé de réduire ses conditions de coupe de 70%.

La fraise à graver ¾ DIXI 7007 a moins de balourds par rapport à la DIXI 7017.

En plus des fraises à graver, des fraises à chanfreiner, angler et rayonner sont disponibles dans cette catégorie d’outils.

Le chanfreinage et l'anglage sont des opérations d'usinage importantes qui sont couramment utilisées dans le travail des métaux, le travail du bois et d'autres industries.

Les outils en carbure sont souvent utilisés pour ces opérations car ils offrent une dureté et une résistance à l'usure élevées, ce qui les rend idéaux pour couper des matériaux durs comme le métal.

DIXI 7623

Les outils de chanfreinage sont utilisés pour créer un bord biseauté sur une pièce. Cela peut être utile pour donner un aspect fini au bord d'une pièce métallique ou pour préparer une pièce au soudage. (DIXI 7636)

Les outils de chanfreinage sont de formes et de tailles diverses, mais ils sont tous dotés d'un tranchant qui est incliné pour créer le biseau souhaité.

Les outils de chanfreinage en carbure sont populaires parce qu'ils peuvent couper des matériaux durs rapidement et avec une grande précision.

DIXI 7625 et DIXI 7624 (biconique)

Les fraises à angler en carbure, quant à elles, sont le plus souvent utilisées pour créer un angle à 45° sur une pièce. Cette opération est souvent réalisée pour des raisons esthétiques, mais elle peut aussi être importante pour la sécurité, car les arêtes vives peuvent être dangereuses.

Les fraises à angler en carbure sont également populaires parce qu'elles permettent de produire une arête lisse et régulière sur une pièce.

En général, les outils en carbure présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types d'outils de coupe. Ils sont extrêmement durs et résistants à l'usure, ce qui signifie qu'ils peuvent durer longtemps sans avoir besoin d'être affûtés ou remplacés.

Ils peuvent également couper des matériaux durs avec facilité, ce qui les rend idéaux pour les opérations d'usinage qui requièrent une grande précision et une grande exactitude. Il est donc important de choisir l'outil adéquat pour le travail à effectuer afin d'obtenir les meilleurs résultats.

La fraise biconique peut également exécuter un angle caché grâce à l’arrière de la coupe de l’outil, très pratique lors de l’anglage de saignée.

La matière à usiner influence grandement le choix de l’outil de coupe. Une grande variété de métaux sont produits par l’industrie métallurgique. Chaque matière présente des caractéristiques uniques en fonction de ses composants, des traitements thermiques, de la dureté…

Tous ces paramètres jouent un rôle sur le choix de la géométrie de coupe et des conditions de coupe.

Des normes ISO ont été mises en place pour classer ces différentes matières, en fonction de leurs propriétés d’usinage. 

Elles sont donc répertoriées en 6 familles principales : 

La première famille est celle de la norme ISO P qui contient les aciers non alliés, les aciers fortement alliés et les aciers à outils, les aciers faiblement alliés, et les aciers inoxydables ferritique et martensitiques.

En principe, leur usinabilité est bonne mais il peut y avoir certaines exceptions selon la dureté, ou la teneur en carbone

• Ils font partis des matériaux ferreux. En effet, les aciers sont des alliages principalement composés de Fer (Fe)
• Les aciers non alliés ont une teneur en carbone inférieure à 0,8 % et ne contiennent que du fer (Fe) à l'exclusion de tout autre élément d'alliage.
• Les aciers alliés ont une teneur en carbone inférieure à 1.7 % et contiennent des éléments d'alliage comme le Ni, Cr, Mo, V et W.
• Les aciers faiblement alliés ont une teneur en éléments d'alliage inférieure à 5%.
• Les aciers fortement alliés ont une teneur en éléments d'alliage supérieure à 5%.

L'acier inoxydable est un alliage résistant à la corrosion qui contient au moins 10,5 % de chrome. Il est connu pour sa durabilité, sa solidité et sa résistance au ternissement, à la rouille et aux taches. D'autres éléments tels que le nickel, le molybdène et le titane peuvent être ajoutés pour améliorer ses propriétés.

Les aciers inoxydables représentent donc une grande famille de matières. Celles-ci possèdent toutefois des caractéristiques communes du point de vue de l'usinage étant donné qu'elles génèrent beaucoup de chaleur au niveau de l'arête de coupe ainsi qu'une usure en entaille et des arêtes rapportées.

• Ce sont des alliages dont le fer (Fe) est le principal composant.
• Leur teneur en chrome supérieure à 10.5 %.
• Généralement, il y a une faible teneur en carbone (C ≤ 0.05 %).
• D'autres éléments d'alliage comme le nickel (Ni), le chrome (Cr), le molybdène (Mo), le niobium (Nb) et le titane (Ti) sont utilisés pour apporter des propriétés supplémentaires comme la résistance à la corrosion et la résistance à haute température.
• Le chrome se combine à l'oxygène (O) pour créer une couche neutre de Cr2O3 à la surface de l'acier, le rendant ainsi résistant à la corrosion.

Contrairement aux aciers, les fontes sont des matières à copeaux courts. Les fontes grises (GCI) et les fontes malléables (MCI) sont relativement faciles à usiner. 

Les fontes nodulaires (NCI), les fontes vermiculaires (CGI) et les fontes bainitiques (ADI) se travaillent moins bien. 

Toutes les fontes contiennent du SiC qui provoque une forte abrasion des arêtes de coupe.

Il existe 5 principaux types de fontes :

• Fontes grises (GCI)
• Fontes malléables (MCI)
• Fontes nodulaires (NCI)
• Fontes vermiculaires (CGI)
• Fontes bainitiques (ADI)

Les fontes sont composées de fer et de carbone avec un pourcentage relativement élevé de silicium (1-3 %). La teneur en carbone est supérieure à 2 %. La solubilité maximum du carbone est obtenue dans la phase austénitique. 

Le chrome (Cr), le molybdène (Mo) et le vanadium (V) forment des carbures qui augmentent la dureté et la résistance mais réduisent l'usinabilité.

Les matières non ferreuses sont plus douces. Ce sont l'aluminium, le cuivre et ses alliages tels que le laiton, le bronze, etc. 

L'aluminium est très abrasif lorsqu'il a une teneur en silicium de 13 %. En général, les plaquettes avec des arêtes vives ont une longue durée de vie dans ces matières et il est possible d'appliquer une vitesse de coupe élevée.

• Ce groupe contient les matières non ferreuses douces d'une dureté inférieure à 130 HB, à l'exclusion des bronzes haute résistance (>225HB).
• Les alliages d'aluminium (Al) avec moins de 12 ou 13 % de silicium (Si) représentent la plus grande partie du groupe.
• Cuivre : Cuivre électrolytique avec 99.95% Cu
• Bronze : cuivre avec étain (Sn) (10-14%) et/ou aluminium (3-10%)
• Laiton : Cuivre (60-85%) avec Zinc (Zn) (40-15%)

Les superalliages réfractaires regroupent un grand nombre de matières fortement alliées à base de fer, de nickel, de cobalt et de titane. 

Ce sont des matières collantes qui génèrent des arêtes rapportées et des températures élevées ; elles sont aussi sujettes à l'écrouissage en coupe. Elles sont proches du groupe ISO M, mais sont plus difficiles à usiner. La durée de vie des arêtes de coupe est courte.

• Le groupe ISO S comporte d'une part les superalliages réfractaires, d'autre part le titane.
• Les superalliages réfractaires se divisent en trois groupes : alliages à base nickel, fer et cobalt
• État : recuit, traité en solution, vieilli, laminé, forgé, coulé
• Propriétés : Plus la teneur en éléments d'alliage (principalement en Co et, dans une moindre mesure, en Ni) est élevée, meilleure est la résistance à la chaleur, à la traction et à la corrosion.

Ce groupe inclut les aciers d'une dureté comprise entre 45 et 65 HRC. Mais également les fontes en coquille dont la dureté se situe dans la plage 400 à 600 HB.

Leur dureté rend ces matières difficiles à usiner. Elles génèrent une chaleur élevée à la coupe et sont très abrasives pour les arêtes de coupe.

• Ce groupe de matières comprend des aciers trempés et revenus avec dureté >45 – 68 HRC.
• Les aciers courants comprennent les aciers de cémentation (~60 HRc), les aciers pour roulements à billes (~60 HRc) et les aciers à outils (~68 HRc). Les fontes dures comprennent les fontes blanches (~50 HRc) et ADI/Kymenite (~40 HRc). Les aciers de construction (40 – 45 HRc), les aciers Mn et plusieurs types de revêtements durs comme le stellite, l'acier P/M et le carbure cémenté appartiennent aussi à ce groupe.
• Le tournage dur concerne des duretés de 55 à 65 HRc

Les fraises à angler en carbure, quant à elles, sont utilisées pour créer un bord biseauté sur une pièce. Cette opération est souvent réalisée pour des raisons esthétiques.

Comme les outils de chanfreinage, les outils d’anglage se présentent de différents angles et tailles, il existe des fraises pour réaliser des anglages avec des angles rentrant (DIXI 7625).

Les fraises à angler en carbure sont également populaires parce qu'elles permettent de produire une arête lisse et régulière sur une pièce.