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Choisir le bon outil : fraise à rayon d’angle (Bull Nose) vs. fraise à bout sphérique (Ball Nose)
Les résultats de l’usinage CNC varient considérablement selon le type d’outil utilisé. Le choix de la fraise appropriée demande une attention particulière à de nombreux détails. Deux types de fraises couramment utilisés sont la fraise à rayon d’angle (Bull Nose) et la fraise à bout sphérique (Ball Nose). Cet article présente les principales différences entre ces deux outils et explique comment choisir le bon selon vos besoins.
Comprendre la fraise à rayon d’angle et la fraise à bout sphérique
Avant d’aborder les détails spécifiques de ces deux outils et leurs différences, voyons brièvement leur fonction. L’usage principal des deux est identique : couper le métal lors de l’usinage CNC. Cependant, il existe d’importantes différences entre elles. Ces outils ont un impact direct sur l’état de surface et la qualité globale du résultat.
Fraise à rayon d’angle (Bull Nose End Mill)
Les fraises à rayon d’angle possèdent un fond plat avec des coins arrondis. Également appelées fraises à rayon d’angle. Ce design combine les caractéristiques des fraises plates et sphériques — c’est donc un outil hybride. Il est utilisé pour usiner des surfaces planes avec des coins arrondis.
Fraise à bout sphérique
Une fraise à bout sphérique possède une extrémité arrondie. Sa forme permet une coupe fluide le long des surfaces courbes. Elle est utilisée pour usiner des surfaces 3D et profilées.
Fraise à rayon d’angle (Bull Nose) vs. fraise à bout sphérique (Ball Nose) : différences clés
Géométrie de l’outil
- Fraise à rayon d’angle : Le nom « Bull Nose » provient de ses coins arrondis. Le centre de l’outil est complètement plat, représentant environ 60 à 80 % de la surface totale. Il peut couper dans plusieurs directions. Le rayon des coins est plus petit que le rayon de l’outil et varie entre 0,005″ et 0,5″.
- Fraise à bout sphérique : Une fraise à bout sphérique possède une extrémité hémisphérique. Elle ne présente pas de surface plane à la base. Pendant la coupe, la pointe reste en contact avec le matériau, ce qui permet une coupe fluide le long de la surface courbe.
Finition de la surface
- Fraise à rayon d’angle : La fraise à rayon d’angle permet d’obtenir des surfaces planes et nettes. Elle est couramment utilisée pour les opérations de chanfreinage. Les résultats sont plus polis avec des transitions plus douces autour des coins. Ces fraises sont idéales pour usiner des surfaces planes uniformes avec des arêtes nettes.
- Fraise à bout sphérique : Pour les formes 3D complexes, la fraise à bout sphérique offre une finition uniforme. Aucun autre outil ne peut obtenir les mêmes résultats sur des courbes complexes. Elle laisse très peu de marques d’outil sur la pièce métallique. Toutefois, il faut noter qu’elle peut créer un effet de crantage (scalloping effect).
Applications
- Fraise à rayon d’angle : La fraise à rayon d’angle est utilisée pour les opérations d’usinage de poches, de rainures et de gorges. Si votre projet nécessite des rainures sans arêtes vives, utilisez une fraise à rayon d’angle. Dans les opérations de fraisage générales, telles que la coupe et la finition, elle est largement utilisée.
- Fraise à bout sphérique : Les fraises à bout sphérique peuvent usiner des surfaces courbes complexes que d’autres outils ne peuvent pas traiter. L’application principale des fraises à rayon d’angle se trouve dans les secteurs de la fabrication de moules et de matrices. Les fraises à bout sphérique sont utilisées lorsqu’une grande précision des courbes est requise. Des secteurs comme les implants médicaux et l’aéronautique exigent un contournage extrêmement précis.
Compatibilité des matériaux
- Fraise à rayon d’angle : En matière de compatibilité des matériaux, la fraise à rayon d’angle est polyvalente. Grâce à son fond plat, elle fonctionne efficacement sur les matériaux durs comme l’acier. Elle réduit les risques d’écaillage et offre une bonne résistance à l’usure.
- Fraise à bout sphérique : Les fraises à bout sphérique sont largement utilisées pour les matériaux tendres tels que l’aluminium. Leur extrémité arrondie offre une excellente finition de surface. Si elles conviennent particulièrement bien aux matériaux tendres, c’est parce qu’elles ne les endommagent pas. Elles sont également efficaces pour l’usinage des plastiques et des composites, en évitant les fissures dues aux contraintes.
Enlèvement des copeaux
- Fraise à rayon d’angle : Les fraises à rayon d’angle sont très efficaces et offrent une excellente évacuation des copeaux. Leur fond plat produit des copeaux plus gros lors de la coupe, qui sont plus faciles à évacuer de la zone d’usinage. Les goujures de la fraise sont conçues pour diriger les copeaux vers le haut, ce qui maintient l’outil plus froid et empêche la recoupe des copeaux.
- Fraise à bout sphérique : Les fraises à bout sphérique rencontrent plus de difficultés lors de l’évacuation des copeaux. La géométrie de leur extrémité courbée produit des copeaux plus petits et plus fins pendant la coupe. Ces copeaux peuvent facilement s’accumuler près de l’outil.
Coût et durée de vie de l’outil
- Fraise à rayon d’angle : Les fraises à rayon d’angle sont généralement moins coûteuses que les fraises spécialisées. Elles offrent une excellente durée de vie, car leur surface de coupe plate répartit l’usure uniformément sur la base de l’outil.
- Fraise à bout sphérique : Les fraises à bout sphérique ont généralement un coût d’achat plus élevé. En raison de leur géométrie sphérique complexe, elles sont plus difficiles à fabriquer qu’une fraise à rayon d’angle. Leur durée de vie peut être plus courte, car l’usure se concentre sur la pointe. Cette pointe s’use plus rapidement, toute la force de coupe étant concentrée sur ce point de contact.
Choisir le bon outil pour votre projet
Lorsqu’il s’agit de choisir entre une fraise à rayon d’angle et une fraise à bout sphérique, il faut prendre en compte la forme, le niveau de détail et la finition. Ces deux outils ont des fonctions spécifiques dans l’usinage CNC. Le choix de l’un ou de l’autre aura un impact considérable sur la vitesse d’usinage et la qualité de la surface obtenue.
Quand choisir une fraise à rayon d’angle :
Si vous usinez des surfaces planes avec des coins à arrondir, optez pour une fraise à rayon d’angle. Ces fraises sont robustes et idéales pour enlever le matériau de fonderie ainsi que pour les opérations d’ébauche ou de semi-finition sur de grandes surfaces. Elles conviennent parfaitement à l’usinage des surfaces de moules et de cavités.
Quand choisir une fraise à bout sphérique :
Si vous usinez des surfaces tridimensionnelles ou des contours complexes, la fraise à bout sphérique est le meilleur choix. Elle permet d’obtenir une finition de surface plus fine et convient parfaitement aux formes détaillées, aux matrices et aux surfaces sculptées.
Conclusion
The choice of end mill determines the outcome of your work. Selecting the best tool will help you create a clean and precise product. The bull nose end mill is great for flat, strong surfaces. For smooth curves and detail, ball nose end mills are ideal.
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