Procédé de taillage par fraise-mère

Procédé de taillage par fraise-mère
1) Introduction
Tout mécanicien concepteur averti sera tôt ou tard confronté à la conception
d'engrenages.
2 solutions vont alors s'offrir à lui :
Faire appel à des éléments standards, d'où la nécessité de concevoir le mécanisme
(réducteur, renvoi d'angle, multiplicateur ou simple transmission de puissance) en
fonction des pignons standards proposés chez les commercants spécialisés.
S'adresser à des spécialistes de l'engrenage.
Les professionnels travaillent sur des plans ou cahiers des charges et fournissent à
leur client des engrenages taillés avec des machines à génération (fraise-mère, outil
couteau ou outil pignon). Dans ce cas la qualité d'engrennement est irréprochable
mais les coûts s'avèrent (surtout pour des pièces unitaires) souvent important, voir
prohibitif pour le créateur amateur.
1.1) Principe de base
Le taillage d’engrenages par fraise-mère est le procédé le plus utilisé pour la
génération de dentures, notamment dans l’industrie automobile. La nouvelle
génération de fraise-mères a été développée sur la base de l’utilisation de substrats
en acier rapide fritté fortement allié, associés à de nouvelles familles de revêtements,
1.2) Actigramme A-0
Fraise-mère
Tour
Roue taillée
Roue lisse
TAILLER une
denture
Taillage par fraisemère
2) Le procédé
Peut de société détiennent le marché des fraise mères, environ 80% de la
production est détenue par quelques grandes entreprises.
fraise-mère
2.1)
Définition d’une fraise-mère
Tous ces paramètres sont à définir pour la réalisation d’une fraise mère. Ils doivent
également être pris en compte pour le taillage de la roue.
Il n’existe pas de solution universelle dans le choix d’une fraise-mère, il est
nécessaire de tout recalculer au cas par cas en fonction du type de roue dentée que
l’on souhaite obtenir.
2.2)
Les differents types de fraise mères
Ils existent trois types de fraise-mères :
-
-
La fraise-mère à lames raportées : La moins chère de toutes et celle
permetant d’obtenir la plus grande longueur affutable, mais elle ne permet
pas d’obtenir des goujures hélicoïdales (angle d’hélice < 5°)
La fraise-mère monobloc : Elles sont plus résistantes, ont une meilleur
durée de vie et sont plus rapide.
Les fraise-mère à plaquettes vissées ou brassées : Très ancienne, cette
méthode n’est plus utilisée aujourd’hui.
En règle général, les petites fraise-mères sont monobloc et les grandes sont à lames
rapportées.
2.3)
Les réglages possibles
Le taillage est une opération d’usinage.
Il existe 5 possibilités de réglages : la vitesse de coupe de la fraise, l’avance de
l’outil, le mode de taillage, le décalage de l’outil, la lubrification.
Ces réglages Influent sur la qualité, la durée de vie ou encore le temps de cycle.
2.4)
Les matériaux
Les fraise-mères peuvent être réalisées à l’aide de 3 matériaux différents. On en
trouve en acier rapide M35, en acier rapide fritté ASP ou encore en carbure.
Chaque fraise-mère est également recouverte d’un revêtement particulier.
Un revêtement idéal pour un taillage à grande vitesse et à sec doit répondre aux
exigences suivantes :
-
Limiter l’adhésion de la matière usinée sur l’outil
Limiter les effets de l’abrasion
Ne pas s’oxyder à haute température
Limiter la diffusion entre le substrat et la matière usinée
Ne pas se fissurer (résistance à la fatigue)
Protéger thermiquement le substrat
3) Chiffres
3.1)
Généralités
80% des fraise-mères sont utilisées dans l’automobile.
Diamètre moyen entre 90 et 120 mm. (Diamètre maximal d’environ 500 mm)
Module maximal de 16 mm.
90% des fraise-mères sont en substrat M35, 60% sont à lames rapportées.
3.2)
Prix
fm monobloc M35 diam100 long200 = 900€
fm mono acier ASP diam100 long200 = 1100€
fm lame raporté M35 diam100 long200 = 1000€
fm mono carbure diam80 = 3600€
4) La machine