La simplicité de la haute technologie

ISCAR a mis au point de nouvelles plaquettes indexables à forme complexe pour une action de coupe plus efficace. Ce type de plaquette en carbure cémenté fait aujourd’hui partie intégrante des outils coupants.

Les plaquettes indexables ont été lancées dans les années 60 et ont radicalement changé la conception des outils, mettant ainsi en veille les outils carbure brasés. Le serrage mécanique des plaquettes indexables a nettement amélioré la productivité, l’efficacité et le suivi des outils. Les avancées en technologie et en métallurgie ont facilité le développement des plaquettes carbure indexables, qui est bien plus poussé que celui des premières générations, tout comme celui des formes complexes qui ont remplacé les formes simples caractérisant les anciennes plaquettes.

La forme de la plaquette est en effet un facteur clé de la géométrie de coupe d’un outil dans son ensemble. Lors du fraisage par exemple, la variation de géométrie engendrée par le changement de position de la plaquette dans l’outil est très limitée et le résultat est loin d’être optimal. Un usinage efficace exige des angles de coupe et de dépouille constants le long de l’arête. En tournage par exemple, cela nécessite des contours complexes du dessus de la plaquette (et du dessous pour les plaquettes réversibles), ainsi que de sa périphérie. De manière générale, la nécessité d’un renfort d’arête pour protéger la plaquette et d’une arête de coupe vive pour optimiser la coupe complexifie les géométries des plaquettes qui doivent garantir une maîtrise précise du débit copeaux généré par l’action de coupe. La forme du brise-copeaux combinée à l’arête doit ainsi être très spécifique. C’est particulièrement important en tournage, notamment si la matière usinée produit des copeaux filants. Le brise-copeaux contrôle la formation du copeau afin de le fractionner.

Trouver la parfaite forme de plaquette

Trouver la forme de plaquette parfaite pour une coupe et un flux copeaux optimum n’est pas une mission aisée et les carburiers ont tiré avantage des nouvelles technologies pour développer des solutions de plus en plus efficaces. L’intégration de systèmes automatisés et informatisés dédiés aux usines de fabrication des outils assure la stabilité et la répétabilité des procédés de la métallurgie des poudres. Ainsi, presser des formes complexes devient possible sans risque de fissures. De nouveaux procédés technologiques pour former des géométries difficiles ont même été développés.
Une surface de coupe qui assure une maîtrise satisfaisante des copeaux, notamment au niveau de la fragmentation, est une combinaison d’éléments concaves et convexes. Réaliser ce type de surface en affûtage est à la fois limité et coûteux. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles les premières générations de plaquettes indexables possédaient des formes simples. À l’inverse, avec l’utilisation de la métallurgie des poudres, la géométrie de coupe de la plaquette peut être configurée à la demande.

Atteindre la géométrie optimale

Aujourd’hui, les concepteurs d’outils coupants ont à leur disposition des outils de travail de toute dernière génération comme la conception assistée par ordinateur (CAO) et la modélisation qui ont significativement modifié les procédés de développement des plaquettes. Ces nouvelles méthodes ont élargi les possibilités de simulation notamment pour la formation et l’évacuation des copeaux. Ainsi, la géométrie optimale peut être conçue sur ordinateur en modifiant divers paramètres sur la plaquette virtuelle. La plaquette ISCAR IQ845 SYHU 0704 pour fraises à surfacer en est le parfait exemple de réussite (Fig 1).

La modélisation du flux des copeaux sur ordinateur, dédiée au tournage de finition dans les matériaux ISO M, a ainsi largement contribué à la conception de la forme de l’angle de coupe des plaquettes CNMG-F3M (Fig 2 et 3). Il en est de même pour les plaquettes P290 ACKT de la gamme ISCAR MILLSHRED qui possèdent des arêtes de coupe segmentées (Fig 4) utilisées comme frittées. L’arête segmentée fragmente le copeau et améliore considérablement les résultats du fraisage, y compris dans des conditions instables.

Une fraise modulaire pour remplacer de nombreuses têtes en carbure monobloc

Les outils avec plaquettes à serrage mécanique ont mis de côté les applications exigeant des arêtes de coupe brasées alors que l’industrie a appris à produire des plaquettes frittées avec une stabilité dimensionnelle et une précision acceptable. Quoiqu’il en soit, les outils rotatifs en carbure monobloc comme brasés restent toujours la solution pour une coupe précise. Une fraise monobloc rectifiée avec des limites de tolérance très serrées conserve l’avantage d’une parfaite exactitude, comparée aux outils assemblés. Il existe cependant une alternative de version à plaquette intéressante qui peut combler le manque de justesse et améliore également l’outil en le rendant à la fois polyvalent et économique : une fraise modulaire innovante qui peut remplacer de nombreuses têtes en carbure monobloc.

Les gammes d’outils ISCAR couvrent plusieurs types d’usinages : MULTI-MASTER pour le fraisage et le perçage, T-SLOT pour le rainurage et les gorges, SUMOCHAM, ­CHAMIQDRILL et CHAMDRILL pour le perçage, BAYO T-REAM pour l’alésage. La croissance des technologies modernes a ouvert la porte à la production de plaquettes indexables et de têtes interchangeables à partir de carbure cémenté et dans diverses formes. C’est le résultat de nombreuses années de R&D dans ce domaine et la parfaite illustration de l’engagement d’ISCAR dans le développement des performances d’usinage. Un outil à plaquettes comprend 3 composants :  le corps, la plaquette et la tête, ainsi qu’un système de serrage. La zone de coupe de ces outils de pointe, parfaitement étudiée, permet une évacuation directe et fluide de la matière malgré ses petites dimensions et sa structure uniforme. Le département R&D ISCAR suit l’évolution permanente des solutions et technologies de coupe innovantes pour une amélioration continue des process d’usinage.

N° 100 mai 2018