Lorsque deux éléments se combinent pour créer quelque chose de plus grand que la somme de ses parties, le résultat est généralement une bonne surprise. Kline Oilfield Equipment Inc, également connu sous le nom de Kline Tools, a été agréablement surpris lorsqu’il a combiné le logiciel SoliCAM à haute efficacité avec une fraise en bout à usage général pour usiner des vannes à bille en Inconel 718.
Le résultat a été une augmentation de 500 % de la durée de vie de l’outil et une réduction de 86 % du temps de cycle.
Jake Aasness, qui s’occupe de la programmation et des applications techniques pour le fabricant d’outils d’entretien des puits de pétrole à Tulsa (Oklahoma), a noté que Kline Tools utilise la version 2011 de SolidCAM. Le logiciel comprend le module iMachining, qui optimise les angles de l’outil de coupe et les vitesses d’avance sur toute la trajectoire de l’outil afin de doubler ou de tripler les vitesses de coupe, selon le développeur SolidCAM Inc, Washington Crossing, Pa.
Selon M. Aasness, l’algorithme du module génère un parcours d’outil en spirale lisse et morphologique tout en contrôlant l’angle de coupe, la vitesse d’avance et la vitesse de l’outil.
“En théorie, l’outil devrait toujours avoir la même charge de copeaux, quoi qu’il arrive“, a-t-il déclaré, notant que la technique d’usinage est vaguement similaire au fraisage trochoïdal. “Je suis toujours impressionné lorsque je regarde cela. C’est comme si l’outil se tirait tout seul à travers le matériau, et les servomoteurs ne sont pas plus sollicités que pour déplacer la table elle-même.”
Cependant, les parcours d’outils générés par le logiciel ne permettent pas à tous les outils de coupe de découper efficacement les matériaux difficiles à usiner. Kline Tools a continué à rencontrer des problèmes lors de la production d’une commande de robinets à tournant sphérique en Inconel 718, que l’entreprise reçoit une ou deux fois par an. “C’était un véritable cauchemar à chaque fois”, a déclaré M. Aasness, ajoutant que le métal durcit s’il est usiné à sec et qu’une microfracture thermique se produit lorsqu’une fraise est usinée avec un liquide d’arrosage, car l’arête de coupe se réchauffe à plusieurs reprises lorsqu’elle s’engage dans le matériau, puis se refroidit lorsqu’elle tourne en direction de son engagement suivant.
Chris Cooper (à gauche), représentant IMCO, et Jake Aasness de Kline Tools ont été agréablement surpris par la capacité de la fraise IMCO Everyday Advantage à usiner des vannes à bille en Inconel 718 (ci-dessous) huit fois plus vite que d’autres fraises à haute performance.
Selon M. Aasness, la technologie de parcours linéaire d’iMachining atténue ces deux situations en réduisant le frottement de l’arête de coupe, ce qui permet d’augmenter la vitesse de rotation. “Lorsque la vitesse de rotation augmente, le temps d’engagement de l’arête de coupe et le temps entre les engagements diminuent”, a-t-il déclaré, “ce qui contribue à la stabilisation thermique de l’outil.”
L’atelier a essayé quelques fraises en bout “fantaisistes” à hautes performances, espérant que la conception avancée de l’outil et le générateur de parcours d’outils apporteraient une amélioration significative, mais les résultats ont été décevants, selon M. Aasness. “Les outils n’ont même pas passé le cap de la deuxième pièce.”
Le foret polyvalent Everyday Advantage d’IMCO Carbide Tool Inc. à Perrysburg (Ohio) est le principal foret de Kline Tools, la coupe de l’Inconel étant une exception, principalement parce que le guide d’application de l’outil n’inclut pas de recommandations de vitesse et d’avance pour l’Inconel. Cependant, l’atelier avait épuisé son stock de fraises de 3⁄8 “. Chris Cooper, représentant commercial d’IMCO pour l’Oklahoma et le nord et l’ouest du Texas, explique que “l’atelier n’a pas trouvé d’outil et qu’un distributeur local avait en rayon des fraises IMCO à usage général”.
Une fois les fraises familières arrivées, Aasness en a testé une sous l’eau et dans le liquide de refroidissement de la broche à 4 074 tr/min et à une vitesse d’avance de 50 à 60 ipm. Il a pu non seulement usiner sans problème deux robinets à bille en Inconel 718, mais aussi couper 12 robinets à bille en acier 4140 traité thermiquement, dont la dureté est comprise entre 36 et 38 HRC. “J’aurais probablement pu en usiner 10 de plus”. Aasness a déclaré à propos des pièces en 4140, dont le temps de cycle est de 3 minutes. “La fraise était encore en bon état une fois que nous avons terminé.
Aujourd’hui, Kline Tools obtient cinq pièces en Inconel 718 par fraise Advantage de tous les jours, tournant à 6 000 tr/min et 100 ipm. Le temps de cycle est passé de 2 heures à 16 minutes. “Ce n’est même pas sur la liste de ce que la fraise est censée pouvoir faire”, a déclaré M. Aasness.
“Aucun d’entre nous ne pensait vraiment que l’outil fonctionnerait aussi bien qu’il l’a fait”, a déclaré M. Cooper. “Nous avons été extrêmement surpris.”
Cooper attribue le succès de l’outil à son revêtement AlTiN (Spector), à son substrat en carbure et à ses angles d’hélice, de dégagement et de dépouille. Il pense que les fraises enDURO d’IMCO, conçues pour couper des matériaux difficiles tels que le titane et les alliages à base de nickel, seraient bien plus performantes.
Aasness note qu’il aimerait expérimenter ces outils, mais que la combinaison du prix et de la performance des fraises Everyday Advantage est difficile à battre. “Ce sont des fraises très résistantes”, a-t-il déclaré