Fraisage de filetage – Le guide ultime

Vous êtes-vous déjà demandé comment réaliser des filetages à l'intérieur d'un trou pré-percé et comment s'y prendre ? Ce processus est rendu possible par une technique appelée filetage à la fraise que nous allons examiner d'un œil critique.

Qu'est-ce que Fraisage de filetage

Nous pouvons le décrire en termes simples comme une manière de créer des filetages en coupant un matériau à l'aide d'un outil à grande vitesse. L'outil de coupe n'a pas un contact complet avec le trou fileté comme dans le cas d'un taraudage, mais constitue simplement un petit point de contact continu.

Vous devez pré-percer un trou plus grand que votre outil de coupe avant de commencer à réaliser des filetages sur votre pièce. Cependant, on peut occasionnellement l'utiliser pour couper des filetages sur la circonférence externe de certaines pièces.

Si vous réalisez des filetages à l'intérieur d'un trou de pièce à usiner, le diamètre d'un tel trou doit dépasser celui de votre outil de fraisage de filetage. Il s'agit de lui donner une marge pour tourner dans un mouvement circulaire à l'intérieur de la circonférence du trou pour créer les fils.

Ne confondez pas cela avec le taraudage puisque le diamètre de l'outil en taraudage est le même que le trou que vous souhaitez fileter. Votre outil est également entièrement en contact avec la circonférence de la pièce que vous taraudez.

Avantages du fraisage de filetage

Flexible

Vous pouvez couper des filetages sur votre pièce sur son diamètre interne ou externe en utilisant le même coupeur. Les tailles de filetage peuvent également varier en diamètre sans changer de coupeur.

Usure réduite

L'outil de coupe en fraisage de filetage a un engagement minimal avec le matériau que vous enfilez. L'usure de vos outils est considérablement réduite, augmentant ainsi leur durée de vie.

Meilleure qualité

Les filetages que vous créez à l'aide du fraisage de filets sont d'une qualité supérieure à ceux du taraudage ou de toute autre méthode. Cela est dû en grande partie au fait que l'outil de coupe est doté de cannelures qui aident à éliminer les copeaux lors du fraisage.

Fonctionne avec des matériaux mal usinables

Les conditions de coupe sont supérieures aux conditions conventionnelles et permettent de réaliser des filetages sur des matériaux peu usinables. Les matériaux tels que le titane et l'acier trempé sont difficiles à usiner, mais vous pouvez facilement les fileter.

Trous borgnes

Vous pouvez facilement créer un profil de filetage complet sur toute la longueur du trou de votre pièce en une seule fois. Ceci n'est pas possible avec le taraudage puisqu'il faut forer plus profondément pour réaliser votre premier profil complet.

Processus de fraisage de filetage

Vous devrez passer par différentes étapes de pré-fraisage pour réaliser une procédure de filetage parfaite. Pour commencer, vous devez avoir une connaissance approfondie de l’application dans laquelle votre pièce filetée à la fraise va être appliquée.

Vous avez également besoin des dimensions du trou que vous taraudez en termes de diamètre et de dimensions de filetage. Vous pouvez désormais vous contenter d’un outil de coupe qui s’adapte au mieux aux propriétés de vos matériaux et à vos spécifications géométriques.

L'étape suivante consiste à programmer votre machine (telle qu'une CNC) pour alimenter la fraise avec la profondeur de coupe radiale appropriée. D'autres paramètres incluent la vitesse à laquelle il tournera pendant la coupe et l'avance appropriée pour le processus.

Il existe des logiciels disponibles tels que CAD/CAM qui peuvent facilement vous aider dans cette procédure. Lorsque vous avez terminé, vous pouvez tester l’ensemble de la configuration avec une pièce d’essai.

C'est ici que vous pouvez affiner des paramètres tels que la vitesse de l'outil et son avance de trajectoire. Cela se fait avec une pièce d'essai pour éviter d'endommager votre pièce lors du réglage de ces paramètres.

Lorsque vous êtes satisfait de tous les réglages et paramètres, vous pouvez procéder à votre pièce et commencer à y couper des filetages. Vous pouvez insérer votre cutter à rotation rapide à l'intérieur du trou pré-percé.

Utilisez des mouvements radiaux tout en faisant tourner la fraise à l’intérieur de la pièce pour obtenir le diamètre requis. La fraise tourne ensuite tout en effectuant des mouvements ascendants par étapes qui correspondent au pas de filetage requis.

Les filetages sont désormais terminés et votre outil de coupe revient à son point de départ. Assurez-vous de suivre toutes les directives de fraisage de filetage et toutes les précautions de sécurité requises.

Types de fraisage de filetage

Il existe différentes méthodes de fraisage de filetage que vous pouvez utiliser sur votre pièce en fonction des exigences de votre application. Ils sont principalement déterminés par le type d’outil de coupe que vous utilisez pour couper les fils.

Voici une liste de certaines des procédures de fraisage de filetage disponibles et comment elles peuvent être utiles dans votre application :

Fraisage de filetage à cannelure droite

Ce fraisage nécessite l'utilisation de fraises dotées de cannelures droites par opposition aux fraises hélicoïdales normales. Ces flûtes aident à éliminer les copeaux que vous créez lors de la coupe des fils.

Les flûtes sont placées entre vos outils coupant les dents, chaque dent entrant successivement en contact avec votre pièce. Cela signifie que le contact entre eux et votre pièce est relativement élevé.

Notez que vous passerez un peu plus de temps à effectuer ce processus en plus de restreindre vos options de flux. Les meilleurs matériaux que vous pouvez utiliser ici sont ceux que vous pouvez facilement usiner.

Fraisage de filetage à cannelure hélicoïdale

Les outils de coupe que vous utilisez dans cette méthode de fraisage de filetage sont conçus avec plusieurs dents. Ils ont également des cannelures qui éliminent facilement les copeaux produits lors de la coupe de vos fils.

Les cannelures de l'outil de coupe que vous utilisez sont conçues de manière hélicoïdale sur sa circonférence selon un angle de 15° ou de 30°. Cela réduit la pression exercée sur votre pièce par le côté coupant de l'outil.

Il y parvient en échelonnant le niveau et la quantité de contact entre les dents et la pièce filetée. Vous pouvez tirer le meilleur parti de ce processus si vous avez affaire à un fraisage de filetage à grande vitesse.

Fraisage de filetage à profil unique

L'outil de coupe comporte ici une seule dent avec plusieurs cannelures. Vous pouvez également trouver d’autres outils dotés d’une paire de dents pour couper les fils.

Le principe de fonctionnement du fraisage de filets mono-profil lui permet de couper un seul filet complet à chaque tour. Cela signifie qu'il vous faudra relativement plus de temps pour réaliser un profil de filetage complet sur votre pièce.

Un rythme aussi lent mais précis fonctionne bien pour les matériaux peu usinables. Cela peut empêcher l’usure rapide de votre outil de coupe.

Fraisage de filetage longue portée

Cette méthode de filetage à la fraise fonctionne parfaitement lorsque vous avez un matériau difficile à usiner sur lequel vous devez visser un trou interne profond. Il nécessite une force de coupe très minime avec une pression latérale considérable.

Fraises à fileter

C'est l'outil que vous utilisez pour couper vos filetages lors du fraisage de filets. Pour ce faire, il crée un contact avec la surface de votre pièce à des vitesses et des avances très élevées pour créer les filetages.

Le matériau utilisé pour fabriquer des fraises est normalement très dur car il doit couper d’autres pièces à surface métallique dure. Les matériaux de coupe courants que vous pouvez trouver sont le carbure et l’acier rapide.

Ils possèdent tous deux une très grande résistance à l’usure et sont très résistants. Cependant, les fraises en carbure ont un avantage sur l'acier rapide sur de nombreux aspects.

Nous pouvons classer ces couteaux en fonction de divers aspects tels que leur fonction et leur conception. Faisons une brève analyse de ces classifications et de ce qu’elles impliquent :

Basé sur la structure

• En forme de cyclone : vous pouvez utiliser ce coupe-fil si vos filetages ont des exigences précises ou s'ils sont strictement spécifiques à une application.
• En forme d'épi cylindrique : ce sont les fraises les plus courantes que vous utilisez pour couper des filetages standard sur votre pièce.
• En forme de disque : vous pouvez les utiliser si vous visez des filetages trapézoïdaux sur votre pièce

Basé sur le mode d'utilisation

• Formulaire unique : couramment utilisé pour couper des fils de taille moyenne à grande. Ils constituent également votre outil de choix si la stabilité est un problème.
• Multiforme: vous pouvez l'appliquer lorsque vous avez différentes tailles de fil à couper mais que vous ne pouvez pas utiliser le coupe-forme unique. Il est également idéal dans les cas où vous devez couper un profil de filetage complet en un seul passage.
• Coupeur de liquide de refroidissement interne : cette fraise a une conception complexe qui peut vous permettre de fraiser et de percer en même temps. Vous bénéficiez également d'un liquide de refroidissement de perçage livré directement à l'intérieur de votre pièce tout en continuant à fraiser des filets pour réduire la friction.

Basé sur le fraisage de filetage

• Coupeur externe : généralement utilisé pour couper des filetages externes sur votre pièce
• Coupeur interne : pour couper des filetages internes sur des trous pré-percés sur votre pièce
• Coupeur conique : conçu pour couper des filetages coniques

Fraisage de filetage ou taraudage

Parfois, vous pourriez être confus lorsque vous essayez de faire la différence entre le filetage et le fraisage de filetage. Vous pouvez réaliser des fils en coupant les deux, mais certains aspects les distinguent.

Analysons maintenant comment les deux se comparent et comment vous pouvez les distinguer l'un de l'autre :

• Nous utilisons généralement le filetage lorsque les filetages dont nous avons besoin se trouvent dans des trous percés relativement petits. Pour les trous plus grands, le filetage à la fraise fonctionne mieux, bien qu'il soit également capable de fileter des trous plus petits.
• En ce qui concerne la force de coupe dont vous avez besoin pour accomplir les deux, le taraudage en nécessitera davantage.
• Pour tarauder, votre outil doit être parfaitement adapté au trou que vous vissez. L'outil de coupe utilisé pour le taraudage doit être de taille égale aux filetages que vous créez et ajusté à l'intérieur du trou de filetage. Le fraisage de filets nécessite un outil de coupe dont le diamètre est inférieur à celui du trou à fileter.
• Lors du taraudage, les copeaux produits sont poussés hors du filetage par votre outil de coupe, ce qui donne lieu à des copeaux collants. Le fraisage de filets vous donne des filetages propres puisque les cannelures de votre outil de coupe éjectent les copeaux sans compromettre la qualité du processus.
• Vous avez la possibilité d'utiliser une taille d'outil de coupe pour fileter différentes tailles de trous lors du fraisage de filetage. Ceci est différent du taraudage où vous devez utiliser des outils de coupe spécifiques pour chaque taille de trou que vous filetez.
• La qualité des filetages que vous pouvez obtenir lors du fraisage de filets est supérieure à celle du taraudage. De plus, ils ont une surface plus lisse.

Limites du fraisage de filetage

Aussi efficace que puisse paraître le fraisage de filetage, vous ne pouvez pas l'utiliser dans toutes les autres applications. Nous pouvons jeter un bref aperçu des inconvénients de cette méthode de filetage :

• Comparé à d’autres applications de filetage telles que le taraudage, il est relativement plus lent. Il existe des cas où le taraudage peut vous donner un profil de filetage fiable plus rapidement que le filetage par fraisage.
• Cela coûte cher car cela nécessite des machines et des équipements sophistiqués, tels qu’une machine CNC.

Conseils de fraisage de filetage

Jetons un coup d'œil à certaines des pratiques que vous pouvez adopter pour obtenir des profils de filetage de la meilleure qualité lors de la vente d'une fraise à fileter :

Outil de qualité approprié

Si vous souhaitez un processus de filetage sans faille, optez pour une coupe de la plus haute qualité qui correspond le mieux à vos exigences de filetage. Faites une comparaison entre différents fabricants d’outillage crédibles et faites un choix éclairé pour celui qui est le plus approprié.

Réguler la profondeur du fil

En règle générale, lors de la coupe de votre filetage, le profil de filetage parfait ne doit pas dépasser une fois et demie la taille de l'alésage. Si votre outil de coupe pénètre plus profondément dans le diamètre du trou, il peut facilement dévier, ce qui entraînera un fraisage de filetage imprécis.

Évalue vos passes radiales

Si vous souhaitez une tolérance de filetage améliorée et un filetage sûr, vous pouvez diviser votre filetage en passes radiales distinctes. Cette tactique fonctionne également bien avec des matériaux difficilement usinables, car elle réduit les risques de rupture de votre outil de coupe.

Évaluer l'élimination des copeaux

Assurez-vous qu'il existe un outil ou un moyen approprié pour éjecter les copeaux formés lors de la coupe de vos filetages. Vous pouvez essayer d'utiliser un lubrifiant qui vous fera gagner du temps et vous offrira une bonne tolérance de filetage.

Définissez votre parcours d'outil

Le chemin que vous choisissez pour votre outil de coupe a un impact direct sur votre choix d'obtenir un profil de filetage à droite ou à gauche. Optez pour une direction de filetage qui correspond à votre application.

Vitesses de coupe lentes

Lorsque vous créez des filetages à des vitesses de coupe inférieures, cela donne à l'outil de coupe suffisamment de temps pour créer des filetages méticuleux. Cependant, ce n’est pas le cas dans de nombreuses circonstances, mais utilisez-le autant que possible.

Sécurisez votre pièce

Assurez-vous que votre pièce à usiner est solidement fixée ou serrée dans la bonne position lors du fraisage de filetage. Cela réduit les risques de vibrations susceptibles de déformer les dimensions et l'apparence de vos fils.

Choisir le bon outil de fraisage de filetage

Si vous souhaitez éviter des dysfonctionnements ou divers problèmes d'outillage, optez toujours pour un outil de haute qualité conçu pour votre application. Cela vous garantira d’éviter les erreurs d’usinage sur votre pièce et d’obtenir un produit de qualité.

Vous devez vous renseigner sur les outils disponibles sur le marché et comparer leurs caractéristiques matérielles, leurs avantages et leurs inconvénients. Cela signifie que vous devez maîtriser de manière approfondie les différents types disponibles, tels que les fraises à fileter à rainure en spirale ou celles à filetage à plaquettes indexables.

Vous devez connaître les matériaux dont ils sont fabriqués et la forme sous laquelle ils se présentent. Après cela, vous pouvez choisir un outil qui peut répondre étroitement aux exigences de votre application.

Applications de fraisage de filetage

L’un des principaux endroits où vous pouvez appliquer cette technique est le filetage de matériaux difficiles à usiner. Vous pouvez opter pour le taraudage si vous avez affaire à des matériaux facilement usinables, même si le filetage à la fraise peut toujours fonctionner sur eux.

C'est également la meilleure fraiseuse à fileter pour les méthodes de coupe à domicile lorsque vous avez affaire à des trous de grand diamètre. Le filetage des trous borgnes a été rendu beaucoup plus facile grâce au fraisage de filetage. Il permet d'atteindre les fils coupés à travers le trou jusqu'à son extrémité.

Ce sont toutes des applications de thread qui ne peuvent pas être exécutées en utilisant le tapotement en raison des faiblesses qu'elles présentent dans vos threads finaux. Cette application couvre à la fois le filetage des surfaces internes et externes.

Conclusion

Vous avez maintenant une idée claire du fonctionnement du filetage et d'une grande partie de tout ce qui entoure ce processus. Comme vous l'avez vu, il présente de nombreux avantages et peut vous donner des fils d'une qualité supérieure aux autres procédés.

Cela contribue grandement à améliorer votre production tout en réduisant vos coûts.

Davantage de ressources:

Fraisage de filetage vs taraudage – Source : TSINFA

Tour à filetage de tuyaux – Source : TSINFA

Couper des fils sur un tour – Source : UNIVERSITÉ DE FLORIDE