Des progrès fins dans la technologie des fraises carbure monobloc et des fraises à plaquettes indexables ont permis de modestes avancées en fraisage ces dernières années. Mais avec l'introduction du concept novateur de fraise à tête interchangeable CoroMill 316 par Sandvik Coromant, des améliorations inimaginables auparavant deviennent possibles et accessibles pour les ateliers d'usinage du monde entier.

Pour bien apprécier les avantages de CoroMill 316, il convient de se souvenir des limites imposées par les fraises carbure monobloc et les fraises à plaquettes indexables. Le choix entre ces deux types d'outils dépend principalement du diamètre, du type d'opération à effectuer et de l'état de surface requis.

Les fraises en bout à plaquettes indexables n'ont pas de limite supérieure de diamètre mais, pour des raisons pratiques, leur diamètre minimum ne peut être inférieur à 20 mm. A l'inverse, le diamètre minimum des fraises carbure monobloc peut être très réduit, de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres pour des applications de micro usinage, mais, pour des raisons économiques, leur diamètre maximum ne peut guère dépasser 25 mm.

Pour ce qui concerne le type d'opération et l'état de surface recherché, les fraises à plaquettes indexables sont des outils flexibles offrant des débits copeaux élevés ; elles conviennent à la plupart des opérations, surtout en ébauche et en semi-finition. A l'opposé, les outils carbure monobloc autorisent des tolérances d'outils serrées et permettent un usinage avec une grande précision de cotes, surtout avec une grande profondeur de coupe axiale en raison de la longueur des arêtes radiales.

Entre ces deux extrêmes, il existe une solution d'outillage alternative potentielle qui recouvre partiellement les capacités des deux types d'outils. Il s'agit d'une technologie hybride dotée des avantages des plaquettes indexables et des outils monoblocs dans la plage de diamètres de 10 à 25 mm.

La nouvelle fraise à tête interchangeable CoroMill 316 de Sandvik Coromant aura un impact sur le choix de l'outillage pour le fraisage en bout comparable à celui de la première fraise à plaquettes indexables commerciale introduite au début des années 1980.

Technologies des têtes interchangeables

Le concept de têtes de fraisage interchangeables combine les caractéristiques des deux autres types de fraises en bout conventionnelles sans pour autant les remplacer. Basée sur des queues monobloc et des têtes de fraisage amovibles, la nouvelle fraise CoroMill 316 de Sandvik Coromant se positionne à la charnière entre les plages de diamètres des autres types de fraises.

Les fraises carbure monobloc en bout demeurent les meilleurs outils lorsqu'une grande profondeur de coupe axiale est nécessaire et les fraises en bout à plaquettes indexables restent le premier choix pour l'ébauche productive. Mais CoroMill 316 et la technologie des têtes interchangeables avec accouplement EH apportent plusieurs avantages complémentaires très importants :

- Contrairement aux outils carbure monobloc, les fraises EH n'ont pas de goujures longues qui rendent l'outil moins résistant aux forces de coupe. Le concept EH présente aussi certains des avantages des fraises à plaquettes indexables sans les inconvénients représentés par les plaquettes fixées individuellement dans des logements prévus à cet effet à l'aide de vis ou d'un mécanisme de bridage.

- En cas de rupture d'un outil carbure monobloc, le coût de son remplacement est bien plus élevé que celui d'une tête EH.

- Les outils carbure monobloc doivent être réaffûtés (ou jetés), ce qui réduit leur diamètre et leur précision de positionnement et occasionne un coût. A l'opposé, les têtes CoroMill 316 interchangeables se remplacent simplement lorsqu'elles sont usées et les vieilles têtes sont recyclées.

- Un des grands avantages de CoroMill 316 est sa facilité de mise en œuvre. Lorsqu'une tête est usée, elle peut être remplacée simplement et rapidement sans démonter l'outil de la broche machine ou du changeur d'outil automatique grâce à l'accouplement EH qui garantit la précision de l'outil et de la répétabilité positionnelle. Il n'est pas nécessaire de pré-régler l'arête de coupe.

- Avec l'accouplement EH, l'équilibre entre l'accessibilité de l'outil et la stabilité est toujours optimal car il suffit de sélectionner une longueur de queue suffisante pour l'application mais pas trop longue afin de profiter d'une rigidité maximale.
- Le débit copeaux potentiel des fraises EH en bout est plus élevé que celui des fraises carbure monobloc et la précision ainsi que les états de surface sont supérieurs à ce que l'on obtient avec les fraises à plaquettes indexables.

Un accouplement novateur

CoroMill 316 apporte des gains en termes de coût et de performances, notamment grâce aux divers paramètres étudiés avec soin par Sandvik Coromant pendant la phase de développement. Ces paramètres concernent notamment l'accouplement entre la tête et le manche, les capacités et la gamme des têtes, la compatibilité avec les machines-outils et les connaissances étendues sur les applications.

L'interface mécanique novatrice entre les têtes carbure interchangeables et les queues acier de CoroMill 316 est conçue pour faire une réelle différence. Le système de têtes amovibles EH de Sandvik Coromant comporte un pas de vis conique auto-centrant spécialement mis au point pour assurer une grande rigidité de l'accouplement entre les têtes et les manches. Le filetage est pré-contraint pour garantir l'absence de jeu. L'autre grande caractéristique de cet accouplement est la grande surface d'appui axial. Le contact radial conique fileté est terminé par un pion qui se positionne au fond de l'accouplement et assure une très grande résistance à la flexion.

Les têtes se positionnent aisément et se serrent au moyen d'une clé Allen. Il ne faut pas plus de 15 secondes pour les remplacer. Les propriétés de l'interface entre les têtes carbure et les queues de fraises acier apporte la rigidité nécessaire pour le fraisage en bout, qu'il s'agisse d'usiner des rainures dans le plein ou d'effectuer des opérations de finition de précision. CoroMill 316 a une répétabilité de longueur axiale et un faux-rond de l'ordre de quelques centièmes de millimètres.

De nombreuses possibilités

La gamme de têtes carbure pour CoroMill 316 comporte des fraises à deux dents et des fraises multi goujures. Il est intéressant d'utiliser une fraise à deux dents lorsque le nombre de dents de la fraise doit être limité, en général à cause d'une tendance aux vibrations et/ou d'un manque de puissance de la machine. Ce type de fraise convient aussi à de nombreuses applications de chanfreinage. Les fraises avec plus de deux dents permettent une productivité plus élevée. Elles supportent des avances de table élevées grâce à leur plus grand nombre de dents efficaces et à des valeurs d'avance à la dent plus importantes.

La productivité est une priorité pour la technologie EH et le programme CoroMill 316 comporte des têtes carbure avec des angles d'hélice de 40° et 50° pour offrir une bonne stabilité de l'usinage. La série de fraises en bout CoroMill 316 comporte :
- Des fraises polyvalentes multi-goujures, pour ébauche légère à semi-finition
- Des fraises multi goujures pour la finition avec avance de table élevée
- Une géométrie Kordell pour ébauche avec fort débit copeaux, faibles forces de coupe et excellent contrôle des copeaux
- Des fraises d'ébauche haute avance, pour faibles profondeurs de coupe et hautes avances à la dent ; outil idéaux pour les grands porte-à-faux
- Des fraises à bout sphérique pour le profilage avec 2 ou 4 dents ; action de coupe adaptable aux différents besoins du profilage
- Des fraises à deux dents avec différents angles pour les opérations de chanfreinage et d'ébavurage.

CoroMill 316 possède la nuance revêtue PVD GC1030. Avec ses arêtes de coupe vives, GC1030 offre une combinaison avantageuse de ténacité et de résistance à l'usure.

CoroMill 316 est extrêmement polyvalente. Elle convient au surfaçage haute avance, au fraisage de rainures, à l'interpolation hélicoïdale, au fraisage d'épaulements, au profilage et au fraisage de chanfreins dans tous les groupes de matières ISO P à ISO S. Avec cet outil, il est possible de passer rapidement d'une opération à une autre en toute facilité et sans perte de précision : changement de type de fraise, changement du rayon, du nombre de dents, de la géométrie et de la nuance. Les fraises EH en bout conviennent aussi au fraisage cinq axes de parois qui demandent des outils coniques stables et avec long porte-à-faux.

L'aéronautique, le secteur du pétrole et du gaz et celui de la production d'électricité sont sans aucun doute les premiers bénéficiaires de cette offre d'introduction car la fraise est bien adaptée à de nombreuses opérations et caractéristiques des segments industriels grâce à son équilibre entre productivité et économie.