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Vues : 222 Auteur : Demain Heure de publication : 2026-01-28 Origine : Site
Menu Contenu
● Comprendre le fraisage de filetage CNC
● Avantages du fraisage de filetage sur une fraiseuse CNC
● Outils et configuration requis
● Comprendre les paramètres de fraisage de filetage
● Processus étape par étape pour la programmation du fraisage de filetage CNC
>> Étape 1 : Choisissez le bon outil
>> Étape 2 : Définir les paramètres d'usinage
>> Étape 3 : Définir les décalages de la machine
>> Étape 4 : Écrire des commandes G-Code
>> Étape 5 : Simuler et vérifier
>> Étape 6 : Effectuer un test de coupe
● Stratégies avancées de fraisage de filetage
● Programmation de fraisage de filetage assistée par CAM
● Exemples d'applications concrètes
● Entretien de la fraiseuse CNC pour le fraisage de filetage
● Dépannage des problèmes courants
● Précautions de sécurité lors du fraisage de filetage
● FAQ sur le fraisage de filetage CNC
>> (1) Qu'est-ce que le fraisage de filets sur une fraiseuse CNC ?
>> (2) Quels types de fils peuvent être produits ?
>> (3) Quels matériaux conviennent au fraisage de filets ?
>> (4) Comment puis-je augmenter la durée de vie de l'outil ?
>> (5) Le filetage à la fraise est-il meilleur que le taraudage ?
Programmation d'un La fraiseuse CNC pour le fraisage de filets nécessite non seulement une précision technique, mais également une solide compréhension de la géométrie du parcours d'outil et de la dynamique d'usinage. Le fraisage de filets est largement adopté dans les secteurs qui exigent des composants filetés de haute qualité, tels que l'aérospatiale, l'automobile et l'ingénierie de précision. Par rapport au taraudage, le filetage à la fraise offre une excellente flexibilité, un meilleur contrôle de l'évacuation des copeaux et la possibilité de produire des filetages internes et externes avec le même outil.
Ce guide complet présente tout ce que vous devez savoir sur le fraisage de filetage CNC, des principes fondamentaux à l'écriture d'un code G optimisé et à la garantie de résultats d'usinage supérieurs.
Le fraisage de filetage CNC est un processus d'usinage de haute précision qui forme des filetages sur une pièce à l'aide d'une fraise rotative. Contrairement au taraudage traditionnel, qui entraîne un outil directement dans le matériau, le fraisage de filetage utilise un mouvement d'interpolation hélicoïdal pour éliminer progressivement la matière autour du profil du filetage. Cela produit des filetages propres et précis tout en minimisant les contraintes sur l'outil et la pièce.
La fraiseuse CNC exécute le processus en coordonnant plusieurs axes simultanément (généralement X, Y et Z), permettant à la fraise de suivre une trajectoire hélicoïdale. Cette méthode donne aux utilisateurs un contrôle total sur le pas, le diamètre et la tolérance du filetage. Cela élimine également la limitation de l'adaptation du diamètre de l'outil à la taille du trou, ce qui est courant dans les opérations de taraudage.
Lorsqu'il est réalisé sur une fraiseuse CNC, le fraisage de filets offre de nombreux avantages en termes d'efficacité et de polyvalence :
- Précision exceptionnelle : le pas, la profondeur et l'angle du filetage sont contrôlés numériquement par la machine.
- Capacité multi-tailles : une fraise à fileter peut couper différents diamètres tant que le pas reste constant.
- Pression réduite de l'outil : des forces de coupe inférieures réduisent le risque de casse de l'outil, ce qui le rend idéal pour les matériaux durs.
- Évacuation supérieure des copeaux : Le mouvement hélicoïdal repousse les copeaux loin de la zone de coupe.
- Qualité de surface élevée : avec un parcours d'outil et des paramètres d'avance appropriés, le fraisage de filets produit des filetages lisses et fiables.
- Flexibilité de réparation : les filetages endommagés peuvent facilement être réparés sans retaper.
Ces avantages font des fraiseuses CNC le choix privilégié pour les applications de prototypage et de filetage à grand volume.
La première étape du fraisage de filetage CNC consiste à garantir la configuration correcte de la machine et la sélection des outils. Une fraiseuse CNC correctement équipée peut influencer considérablement la précision et la durée de vie de l'outil. Ci-dessous les éléments essentiels :
1. Fraiseuse CNC : Une machine à 3 axes ou plus capable d’interpolation hélicoïdale est requise.
2. Fraise à fileter : Choisissez entre des outils monoformes (pour les petites séries) ou multiformes (pour une production élevée).
3. Porte-outil : une pince de précision ou des mandrins hydrauliques assurent la rigidité lors d'une rotation à grande vitesse.
4. Dispositif de maintien de la pièce : les fixations, les étaux ou les pinces personnalisées assurent un positionnement stable de la pièce.
5. Système de refroidissement : le refroidissement par jets ou par brouillard améliore l'évacuation des copeaux et prolonge la durée de vie de l'outil.
6. Décalages de longueur et de diamètre d'outil : Ces valeurs doivent être saisies avec précision dans le contrôleur pour éviter les erreurs dimensionnelles.
Avant de commencer la programmation, vérifiez que tous les zéros des coordonnées (G54, G55, etc.) sont correctement définis et que l'alignement de la broche correspond à l'origine du travail.
Chaque opération de filetage réussie sur une fraiseuse CNC dépend de paramètres correctement définis. Ceux-ci incluent :
- Pas de filetage (P) : La distance axiale entre deux sommets de filetage successifs.
- Grand diamètre (D) : Le diamètre extérieur du filetage.
- Petit diamètre (d) : Le diamètre interne (pour les filetages internes).
- Rayon de trajectoire d'hélice (R) : La distance entre le centre du filetage et la ligne centrale de l'outil.
- Avance (F) : Avance linéaire par tour d'outil.
- Vitesse de coupe (V) : Déterminée en fonction du matériau de la pièce à usiner et des spécifications de la fraise.
La sélection de la bonne combinaison de ces variables garantit une charge de coupe équilibrée et un profil de filetage propre.
La programmation d'une fraiseuse CNC pour le fraisage de filets suit un flux de travail logique qui allie géométrie, commandes G-code et contrôle du mouvement de la machine.
Sélectionnez une fraise à fileter qui correspond au pas du filetage. Les fraises à plusieurs cannelures conviennent aux filetages de grand diamètre ou profonds, tandis que les fraises à pointe unique offrent plus de flexibilité pour les petits trous ou les profils de filetage uniques.
Calculez les données clés, notamment le rayon de la trajectoire de la fraise et la profondeur du filetage. Incluez les valeurs de compensation de coupe et les angles d’approche pour éviter les collisions inattendues.
Saisissez les décalages de longueur et de rayon de coupe (généralement via les codes G43, H) dans la fraiseuse CNC. Des décalages appropriés garantissent une profondeur Z et un mouvement radial précis.
Le fraisage de filetage utilise des fonctions spécifiques du code G. Les commandes les plus importantes incluent :
- G17 : Sélectionnez le plan de travail XY.
- G02 / G03 : Interpolation circulaire dans le sens horaire et antihoraire.
- G90 / G91 : Positions de programmation absolue ou incrémentale.
- G41 / G42 : Compensation de fraise à gauche ou à droite.
- G43 : Appliquer la compensation de longueur d'outil.
Vous trouverez ci-dessous un exemple simplifié de fraisage de filetage interne :
G90 G17 G21
T3M6
S1800M3
G0 X0 Y0
Z5.0
G1 Z-12.0 F150
G3 I0 J0 Z-12.0 P1
G0Z5.0
M30
Cette séquence peut être personnalisée pour différentes dimensions de filetage ou commandes de machines (Fanuc, Siemens, Haas, etc.).
Exécutez une simulation complète du parcours d'outil sur le contrôleur CNC ou le logiciel CAM. Vérifiez les erreurs, les chevauchements d'outils et les problèmes de dégagement, en particulier aux points de début et de fin du filetage.
Les tests sur un échantillon de matériau garantissent que les paramètres programmés fonctionnent correctement avant l'usinage de la pièce finale. Mesurez toujours les filetages obtenus avec des jauges ou des outils d'inspection.
Pour améliorer la productivité et la longévité des outils sur une fraiseuse CNC, appliquez les stratégies d'optimisation suivantes :
- Utiliser le sens de fraisage en montée pour minimiser les forces de coupe et améliorer la finition de surface.
- Appliquez plusieurs passes pour les matériaux durs au lieu de couper toute la profondeur en un seul passage.
- Ajustez la vitesse de broche de manière dynamique pendant l'entrée et la sortie pour réduire la charge de l'outil.
- Superposez les points de début et de fin de 20 à 30 degrés pour des transitions de fil fluides.
- Utilisez la compensation de fraise (G41 ou G42) pour des réglages rapides du diamètre sans modifier le G-code.
- Appliquez un jeu de rétraction approprié entre les passes de filetage pour éviter tout dommage lors du repositionnement.
Ces pratiques avancées garantissent une coupe efficace et améliorent la cohérence des fils finis.
De nos jours, la plupart des machinistes s'appuient sur un logiciel de FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) pour générer automatiquement des parcours d'outils de filetage. Lorsqu'ils sont intégrés à la fraiseuse CNC, les systèmes de FAO tels que Fusion 360, Mastercam ou SolidCAM rationalisent le flux de travail :
1. Saisissez le type de filetage souhaité (métrique, UNC, UNF, BSP, etc.).
2. Sélectionnez la géométrie de la fraise et le matériau de l'outil.
3. Définissez la profondeur du filetage et les paramètres d'entrée/sortie.
4. Le logiciel calcule automatiquement le chemin hélicoïdal et génère un code G prêt à l'emploi.
En automatisant des calculs complexes, le logiciel de FAO réduit les erreurs humaines et permet des modifications rapides du programme lorsque la conception des pièces change.
Le fraisage de filets CNC est largement utilisé dans plusieurs domaines industriels :
- Aéronautique : Carters de turbine, pièces de moteur et raccords de précision nécessitant des tolérances serrées.
- Automobile : Arbres de transmission et composants de cylindre avec filetages solides et uniformes.
- Dispositifs médicaux : Vis à os en titane et implants orthopédiques exigeant des finitions de surface parfaites.
- Pétrole et Gaz : Filetages profonds dans les composants en acier inoxydable ou en Inconel.
- Outil et matrice : moules et supports personnalisés où la précision du filetage garantit la précision de l'assemblage.
Ces applications démontrent comment le filetage à la fraise améliore à la fois la fiabilité de la production et la rentabilité.
La longévité et les performances d'une fraiseuse CNC reposent sur un entretien périodique. Lorsqu'il est utilisé pour des opérations de fraisage de filetage, il convient de veiller tout particulièrement à garantir :
- Nettoyage quotidien : éliminez les copeaux, les résidus de liquide de refroidissement et la poussière métallique de la table de travail et de la broche.
- Contrôle de lubrification : Gardez les guidages linéaires et les vis à billes correctement lubrifiés pour minimiser l'usure.
- Calibrage : Aligner régulièrement les axes de la machine à l'aide d'outils de mesure de précision.
- Filtration du liquide de refroidissement : remplacez et nettoyez les filtres pour maintenir un débit constant et une stabilité de température.
- Inspection des porte-outils : Les porte-outils usés ou déséquilibrés provoquent des vibrations et une mauvaise qualité de filetage.
La maintenance de routine garantit que la fraiseuse CNC conserve sa précision de filetage et sa répétabilité même dans le cadre d'une production intensive.
Même les programmeurs expérimentés sont confrontés à des problèmes lors du fraisage de filetage. Comprendre les problèmes fréquents permet de garantir le bon fonctionnement des opérations.
- Rupture d'outil : souvent causée par une avance excessive ou un débit de liquide de refroidissement insuffisant.
- Mauvaise finition du filetage : généralement due à une vitesse de broche incorrecte ou à des bords de coupe émoussés.
- Erreur dimensionnelle : peut résulter de valeurs de décalage d'outil incorrectes ou d'un jeu de la machine.
- Imprécision du pas de filetage : causée par une mauvaise synchronisation des vitesses d'avance et de broche.
- Formation de bavures : se produit lorsque les angles de rampe de sortie sont trop raides.
En abordant ces facteurs dès le début, les machinistes peuvent minimiser les temps d'arrêt et garantir des résultats cohérents.
La sécurité reste une priorité absolue lors de l'utilisation d'une fraiseuse CNC. Respectez les mesures suivantes :
- Vérifiez toujours le sens de rotation de la broche avant l'engagement.
- Maintenir les portes de protection fermées pendant le fonctionnement.
- S'assurer que le porte-outil est bien fixé avant de démarrer la broche.
- Utilisez des lunettes et des gants de protection lors de la manipulation de fraises à filetage tranchantes.
- N'essayez jamais de modifier le G-code pendant que la machine est en marche.
Le bon respect des procédures de sécurité garantit un environnement d’usinage sécurisé et productif.
La programmation d'une fraiseuse CNC pour le fraisage de filets allie précision, planification et contrôle des processus. Lorsqu'il est exécuté correctement, il offre une polyvalence inégalée, une durée de vie améliorée de l'outil et une intégrité supérieure des filetages dans tous les matériaux et applications. En maîtrisant à la fois l'approche de programmation manuelle et les techniques assistées par FAO, les fabricants peuvent obtenir des performances optimales dans les opérations de filetage CNC modernes. Une attention systématique portée aux paramètres, à la maintenance de la machine et à la prévention des erreurs garantit que chaque filetage est parfaitement formé, de manière efficace et cohérente.
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Le fraisage de filetage est une méthode de coupe qui crée des filetages à l'aide d'un parcours d'outil hélicoïdal contrôlé par une fraiseuse CNC. Il offre une plus grande précision, moins d’usure des outils et une flexibilité améliorée par rapport au taraudage.
Le fraisage de filetage CNC peut produire des filetages internes, externes, droits ou coniques. Il prend en charge les conceptions de filetages métriques, impériaux et personnalisés en fonction de l'outil et de la programmation.
Tous les matériaux usinables, de l'aluminium tendre aux alliages durs comme le titane ou l'acier inoxydable, peuvent être filetés à l'aide de fraiseuses CNC. Ajustez la vitesse de coupe et les avances en fonction des propriétés du matériau.
Utilisez le fraisage en montée, appliquez un refroidissement approprié, évitez les profondeurs agressives et inspectez régulièrement les arêtes de coupe. Maintenir la bonne charge de copeaux est essentiel pour prolonger la durée de vie de l'outil.
Oui, pour la plupart des applications industrielles. Le fraisage de filetage offre un meilleur contrôle, minimise la casse de l'outil et permet la réparation ou le réusinage du filetage sans endommager le composant.
1. https://www.cnccookbook.com/thread-milling-guide/
2. https://www.mastercam.com/solutions/milling/thread-milling/
3. https://academy.autodesk.com/fusion-360-thread-milling
4. https://www.machineryhouse.com.au/blogs/how-to-thread-mill
5. https://www.haascnc.com/service/training/online-training/thread-milling-tutorial
