Structures aéronautiques - Solutions pour le titane

Structures aéronautiques
Solutions pour le titane
Clés pour réussir l’usinage du titane
Les quatre clés pour
réussir avec le titane
L’usinabilité du titane est mauvaise, c’est connu. Les possibilités pour
usiner cette matière sont restreintes et ce n’est pas seulement une
question d’outils. Pour réussir, voici les quatre clés qui ouvrent toutes
les portes : pression et débit d’arrosage, techniques de programmation,
capacités de la machine, et, enfin, outils et attachements. Cette brochure
vous donne toutes les recommandations pratiques nécessaires dans
chacun de ces domaines.
Pression et débit
d’arrosage
L’arrosage a une importance particulière dans l’usinage du
titane. La règle de base est simple : il faut toujours usiner
le titane sous arrosage. L’arrosage doit être abondant et, si
possible, à haute pression.
Un arrosage à haute pression permet de doubler la durée de
vie des outils par rapport à l’arrosage conventionnel. Il évite
en effet la recoupe des copeaux qui endommage les outils car
les copeaux soudés sont décollés plus efficacement.
Recommandations :
v
Utiliser l’arrosage à travers la broche et l’outil.
v
Appliquer l’arrosage à haute pression.
v
v
Calculer le débit et la pression en fonction du nombre
d’orifices d’arrosage et de leur diamètre.
Utiliser la plus petite taille possible de buses d’arrosage
pour augmenter la pression.
v
Pression recommandée : 70 bars (1000 psi) ou plus.
v
Débit recommandé ≥ 50 litres/min.
Exemple :
Effet de la taille des buses
Pour conserver une pression de 70 bars
(1000 psi) avec une fraise cylindrique deux
tailles équipée de 30 plaquettes et d’autant d’orifices d’un diamètre de 2,5 mm,
il faudrait un débit de liquide de coupe de
760 litres par minute.
Par conséquent, pour obtenir une pression
correcte avec un débit de 60 litres/minute,
il faut utiliser des buses d’arrosage filetées
de 0,7 mm de diamètre sur chaque orifice.
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Techniques de programmation pour optimiser la trajectoire des outils
L’optimisation d’un programme prend plus de temps que l’utilisation
des cycles standard des systèmes de FAO. S’il ne fallait produire
qu’une seule pièce, cela n’en vaudrait pas la peine. Mais s’il s’agit
de produire des pièces pendant plusieurs années, il y a beaucoup à
gagner en mettant au point un programme parfaitement optimisé dès
le début.
Une programmation optimisée peut augmenter la productivité de 50 %
lorsqu’elle est associée à une durée de vie d’outil plus longue et à
une meilleure sécurité du process. Les points les plus importants à
prendre en compte dans la programmation sont indiqués ci-dessous.
Pour un savoir-faire approfondi en matière de techniques de programmation, Sandvik Coromant propose des formations sur site ou hors
site destinées à vos programmeurs FAO.
Recommandations :
v
Utiliser l’effet d’amincissement des copeaux
avec des fraises à surfacer à petit angle
d’attaque ou des fraises à plaquettes rondes.
Pour le fraisage en bout, ne jamais dépasser
30 % d’engagement radial.
v
Stratégie d’usinage des angles : utiliser la technique
de l’effeuillage avec des outils carbure monobloc
à grande vitesse si la profondeur de la poche est
inférieure à quatre fois le diamètre de l’outil. Pour les
poches plus profondes, utiliser la technique du tréflage qui offre une plus grande stabilité et des forces
axiales plutôt que radiales.
v
Produire des copeaux fins. La formation des
copeaux peut être contrôlée grâce à la programmation d’entrées en coupe par interpolation circulaire, de passages d’angles, de grands rayons
et de changements de direction progressifs.
v
Conserver un faible arc d’engagement à tout moment
dans les poches. Pour cela, percer un trou de départ
aussi grand que possible (soit avec un foret, soit par
interpolation hélicoïdale à la fraise), entrer en coupe
par interpolation circulaire puis appliquer de grands
rayons pour éviter les vibrations dans les angles.
Capacités des machines
La machine utilisée a une grande importance pour obtenir de bons résultats. Elle doit avoir une plage étendue de vitesses de rotation ainsi qu’une
puissance et un couple suffisants, et elle doit avoir un champ d’applications
étendu.
Recommandations :
v
Puissance et couple : pour une ébauche efficace à faible vitesse de surface, une puissance de 30 kW et un couple de 1000 Nm à 350 tr/min sont
recommandés.
v
Vitesse de rotation de la broche : une vitesse de 6000 tr/min est nécessaire pour les opérations de finition avec des outils de faible diamètre.
v
Interface d’outillage : le système Coromant Capto est celui qui présente les
meilleures capacités. Big Plus vient en seconde place pour ce qui est de
la résistance à la flexion et de la force de serrage. Le serrage de l’outil est
particulièrement important avec les fraises cylindriques deux tailles.
v
Dynamique : la machine doit être flexible et rapide pour pouvoir effectuer
des changements de direction rapides dans les poches et pour appliquer
des avances de table élevées en finition.
Outils et système d’attachement
La quatrième clé pour la réussite est l’utilisation d’outils adaptés, offrant un
bon équilibre entre l’angle d’attaque, le nombre de dents (pour les fraises) et
le débit copeaux. Voici une sélection d’outils optimisés pour les applications
dans le titane :
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Surfaçage :
CoroMill® 300
CoroMill® 210
Les fraises à plaquettes rondes offrent la meilleure productivité et une durée de vie étendue grâce à leur angle d’attaque
et à l’effet d’amincissement des copeaux. Le concept CoroMill
300 a une action de coupe légère. Il possède l’arrosage par
l’intérieur et est disponible en pas fins, ce qui est idéal pour
le titane. C’est aussi une bonne solution pour l’interpolation
hélicoïdale et l’usinage de trous. Plaquettes désormais disponibles en tailles jusqu’à 20 mm (ou 1 pouce).
On emploie beaucoup de fraises haute avance sur les
machines légères pour un usinage léger et rapide.
La profondeur de coupe est faible mais l’avance à la dent
peut atteindre 1 mm, ce qui autorise des débits copeaux
élevés. Tout comme CoroMill 300, le concept CoroMill 210 est
flexible et il peut aussi servir pour l’interpolation hélicoïdale et
l’usinage de trous.
Profilage et poches 2D :
CoroMill® 690
Les fraises cylindriques deux tailles permettent des débits copeaux très élevés. Le concept CoroMill 690 a été mis au point
spécialement pour le titane. Le positionnement axial des plaquettes est garanti par l’interface de plaquette qui empêche
tout mouvement et permet des débits copeaux élevés en
toute sécurité. La coupe est légère et n’exige pas une grande
puissance machine. Chaque logement de plaquette possède
son propre orifice d’arrosage fileté pouvant recevoir des buses
pour l’arrosage haute pression.
Tréflage :
CoroMill® 215
Le travail avec l’axe Z n’est pas la meilleure méthode à utiliser si les conditions sont stables. Mais si ce n’est pas le cas,
par exemple si le bridage est faible ou si un grand porte-à-faux
est nécessaire, le tréflage peut être la meilleure approche.
Pour obtenir une bonne productivité, il est important de
pouvoir effectuer des sauts importants. CoroMill 215 permet
des sauts maximum de 22 mm, ce qui autorise une bonne
productivité.
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Semi-finition et finition :
Pour la semi-finition et la finition de poches profondes
avec des angles à petit rayon et des rayons de congé
importants, il faut des outils longs avec des queues
offrant une bonne accessibilité.
CoroMill® 316
CoroMill 316 est un nouveau concept. Il possède un accouplement conique fileté avec butée axiale et pion de centrage
qui assurent une répétabilité très précise tant sur le plan axial
que radial. La résistance à la flexion est remarquable. C’est
un outil idéal pour un usinage en toute sécurité.
CoroMill® Plura
Le programme standard CoroMill Plura a été mis au point
pour couvrir les longueurs et les rayons les plus courants pour
l’usinage de poches avec 3 ou 5 axes.
Attachements :
Coromant Capto®
Le système d’outillage modulaire Coromant Capto offre toute la flexibilité nécessaire pour optimiser la longueur des outils tout en conservant une stabilité
maximum, un faux-rond radial minimum et des débits copeaux élevés. L’offre ne
comporte pas moins de 5000 produits standard avec lesquels il est possible
d’assembler virtuellement tous les outils nécessaires, que ce soit pour le perçage,
le fraisage ou l’alésage.
Hydro-Grip®
Pour l’usinage à grande vitesse, les mandrins frettés et les mandrins HydroGrip
garantissent des tolérances radiales serrées et un usinage sûr produisant des
pièces de grande qualité.
Optimisation des magasins d’outils
grâce à la rationalisation de
l’outillage
Dans toutes les solutions que nous recommandons,
nous tenons toujours compte de l’utilisation de la
place disponible dans les magasins d’outils des machines afin de la rationaliser. L’usinage de trous peut
rapidement saturer un magasin d’outils s’il n’est pas
planifié avec soin. Mais avec les techniques d’interpolation hélicoïdale et circulaire, il est possible de réduire
considérablement le nombre d’outils en magasin.
Vos besoins définissent
notre offre
Lorsqu’une pièce coûte des dizaines de milliers d’euros, le temps de programmation peut atteindre plusieurs semaines, le temps de fabrication des
dizaines d’heures et vous allez fabriquer cette pièce pendant des années.
C’est pourquoi il est important de prendre le bon départ.
La puissance derrière vos spécialistes
Derrière notre équipe de spécialistes dévoués se trouve une boîte à outils
complète de support technique qui vous garantit un accès sans restrictions
à tout moment aux solutions les plus récentes.
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Formations sur la programmation pour l’usinage du titane
Centres d’Applications
Guides techniques
Programmes d’amélioration de la productivité (P.I.P.)
Centres de Productivité
Centres d’applications
Nos centres d’applications spécialisés investissent pour l’avenir et
développent des solutions d’avantgarde pour vous offrir une longueur
d’avance.
Pour garantir que vous ayez toujours
un avantage technique sur vos
concurrents, nous avons uni nos
forces avec l’une des institutions
de recherche les plus avancées du
monde. L’AMRC regroupe des fabricants de pièces pour l’aéronautique,
des fabricants d’outils coupants,
des fabricants de machines-outils
et des éditeurs de logiciels pour développer des théories scientifiques,
des solutions écologiques et des
principes de production, afin d’apporter de nouvelles solutions aux
problèmes de production du futur.
Formation
Séminaires
Réseau mondial
La nécessité est mère de l’invention, et nos solutions vous distinguent de la
concurrence.
Le bâtiment de l’AMRC - avec la gracieuse permission de Bond Bryan
Architects
Pour plus d’informations, rendez-vous sur www.aero-knowledge.com et www.sandvik.coromant.com
FRANCE
SANDVIK Division COROMANT
4, Avenue Buffon
45100 ORLÉANS
B.P. 76209
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BELGIQUE
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SUISSE
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