En usinage CNC, que ce soit pour des composants aérospatiaux, dispositifs médicaux, ou des pièces automobiles - le outils courants utilisés dans l'usinage CNC déterminer directement l'efficacité de l'usinage, qualité de surface, et les coûts de production. Ces outils ne sont pas une collection aléatoire; ils sont classés par fonction (fraisage, forage, tournant) et adapté aux propriétés des matériaux (aluminium souple vs. acier dur) et les besoins en matière de processus (ébauche vs. finition). Cet article décompose les principales catégories d'outils, Leurs principales caractéristiques, scénarios d'application, et stratégies de sélection pratiques, vous aidant à éviter les décalages et à optimiser votre flux de travail d'usinage.
1. Quelles sont les principales catégories d'outils d'usinage CNC courants?
Les outils d'usinage CNC sont principalement divisés en quatre catégories fonctionnelles, chacun couvrant plusieurs types spécialisés. Vous trouverez ci-dessous une ventilation claire pour vous aider à identifier rapidement le bon outil pour votre tâche.:
| Catégorie d'outils | Fonctions clés | Types d'outils typiques | Processus d'usinage appropriés |
| Outils de fraisage | Enlever le matériau des surfaces des pièces; Forme plate, courbé, or grooved features | Face mills, round nose mills, flat bottom mills, ball end mills, chamfer mills | Fraisage (vertical/horizontal machining centers); Contour shaping; Cavity machining |
| Drilling Tools | Create holes of different diameters; Finish hole accuracy and surface quality | Standard twist drills, perceuses centrales, U-drills, alésus, tapissements | Forage; Hole finishing; Thread machining |
| Tournant & Boring Tools | Machine cylindrical, conical, or hole features on lathes; Achieve high-precision hole diameters | Outils de virage, fine boring tools, rough boring tools | Tournant (CNC Lathes); Ennuyeux (for existing holes); Grooving on cylindrical parts |
| Specialized Tools | Gérer des caractéristiques ou des matériaux uniques; Réduisez les changements d’outils et améliorez l’efficacité | Coupe-fil, fraises à rainurer, outils de formation, outils de gravure | Thread machining; Coupe de rainures de clavette/rainure en T; Mise en forme de fonctionnalités personnalisées; Gravure fine |
2. Quelles sont les principales caractéristiques et applications des outils de fraisage?
Les outils de fraisage sont les plus polyvalents en usinage CNC, utilisé pour tout, de l'ébauche de grandes surfaces au contourage de précision. Vous trouverez ci-dessous un guide détaillé des types les plus courants:
2.1 Outils de fraisage courants: Caractéristiques & Cas d'utilisation
| Type d'outil de fraisage | Fonction de base | Caractéristiques clés | Scénarios d'application idéaux | Compatibilité des matériaux |
| Moulin à face | Ébauche/finition de grandes surfaces de surfaces planes | – Conception à plusieurs cannelures (4-12 flûtes)- Grand diamètre (φ20-100mm)- Taux d'enlèvement de matière élevé | – Usinage de blocs moteurs automobiles (surfaces supérieures plates)- Finition des fonds de moules (RA 1,6-3,2 μm) | Tous les métaux (aluminium, acier, titane); Idéal pour les grandes pièces plates |
| Moulin à nez rond | Ebauche équilibrée + dégagement de coin; Usinage de contours complexes | – Tranchant arrondi (rayon 0,5-10 mm)- Évite les dommages aux coins pointus | – Usinage de cavités peu profondes à bords arrondis (Par exemple, boîtiers d'appareils électroniques)- Enlèvement de matière sur des surfaces moyennes (50-100pièces en cm²) | Alliages en aluminium (matériaux mous); Acier (avec lames revêtues) |
| Moulin à fond plat | Mur droit + usinage à fond droit; Formation de coins pointus | – Tranchant plat (pas de rayon)- Subdivisé en: • Usines d'aluminium (se concentrer sur la netteté des bords latéraux) • Aciéries au tungstène (pour matériaux durs) | – Usinage de rainures à paroi droite (Par exemple, rainures de clavette dans les arbres)- Finition des cavités rectangulaires (Par exemple, fentes de montage du capteur) | Usines d'aluminium: Alliages Al/Mg; Aciéries au tungstène: 45# acier, acier inoxydable |
| Fraise à boule | Usinage de surfaces courbes; Découpe de contours complexes | – Tranchant hémisphérique- Améliore la finition de la surface grâce à un réglage par étapes (passage à niveau 10-20% du diamètre de l'outil) | – Usinage des courbes d'aubes de turbines aérospatiales- Gravure de motifs 3D sur des inserts de moule | Tous les métaux; Idéal pour les surfaces courbes (Par exemple, moules pour lentilles optiques) |
| Fraise à chanfrein | Coupe de chanfrein; Débarquant; Usinage de fraisages | – Angles fixes (30°, 45°, 60°)- Options à une ou plusieurs flûtes | – Ébavurage des bords des trous (évite d'endommager les pièces lors de l'assemblage)- Usinage de fraises pour vis (Par exemple, matériel de meuble) | Tous les métaux; Universel pour le post-traitement |
3. Comment sélectionner des outils de perçage pour différentes exigences de trous?
Les outils de perçage sont essentiels à la création de trous, mais choisir le mauvais type conduit à une faible précision ou à des outils cassés. Vous trouverez ci-dessous un guide de sélection basé sur la profondeur du trou, précision, et matériel:
3.1 Comparaison des outils de forage: Précision vs. Efficacité
| Type d'outil de forage | Utilisation primaire | Niveau de précision | Efficacité | Limitations clés |
| Foret hélicoïdal standard | Pré-perçage universel | Faible (tolérance de diamètre: ± 0,1 mm) | Haut (vitesse de perçage rapide: 100-300mm / min) | Impossible d'atteindre une haute précision; Nécessite un alésage pour des tolérances serrées |
| Foret central | Positionnement des trous de haute précision | Haut (précision de positionnement: ± 0,02 mm) | Moyen (vitesse d'alimentation lente: 20-50mm / min) | Uniquement pour le positionnement; Impossible de percer des trous profonds (>5MM) |
| Foret en U (Exercice violent) | Usinage de trous profonds (rapport profondeur/diamètre >5:1) | Moyen (tolérance: ± 0,05 mm) | Très haut (forage en un seul passage; Refroidissement par sortie centrale) | Ne convient pas aux trous peu profonds (<3x diamètre); Nécessite un liquide de refroidissement haute pression |
| Fraise | Hole finishing; Corriger la verticalité | Très haut (tolérance: ± 0,01 mm; Rampe <0.8µm) | Faible (vitesse d'alimentation lente: 10-30mm / min) | Impossible de changer la position du trou; Nécessite des trous pré-percés (90-95% du diamètre final) |
| Robinet | Usinage de filetage intérieur | Moyen-élevé (tolérance de filetage: 6H/7h) | Moyen | – Tarauds coupants: Pour les matériaux mous (aluminium); Produire des chips- Tarauds de formage: Pour les matériaux durs (acier); Pas de jetons (mieux pour les trous borgnes) |
4. Quels sont les virages incontournables & Outils d'alésage pour l'usinage de tours?
Les outils de tournage et d'alésage sont essentiels pour les pièces cylindriques et l'affinage des trous sur les tours CNC. Vous trouverez ci-dessous une répartition de leurs rôles clés:
| Type d'outil | Fonction | Paramètres clés | Exemples d'application |
| Turning Tool | Outer circle, inner circle, and grooving machining | – Cutting edge angle: 30-90°- Insert material: Carbure (pour l'acier); PCD (pour l'aluminium) | – Turning automotive drive shafts (outer circle diameter φ50-100mm)- Grooving for O-rings (groove width 2-5mm) |
| Fine Boring Tool | Precision hole finishing | – Adjustable edge position (± 0,001 mm)- Finition de surface: Rampe <0.4µm | – Finishing hydraulic cylinder holes (tolerance H7)- Machining bearing seats (rondeur <0.005MM) |
| Rough Boring Tool | Rough boring or reaming | – Large cutting volume (depth of cut 1-3mm)- Tolérance: ± 0,1 mm | – Pre-processing engine cylinder bores (before fine boring)- Enlarging existing holes (from φ20mm to φ30mm) |
5. Comment choisir le bon outil d'usinage CNC: Un guide étape par étape
Choisir des outils au hasard conduit à 30-50% des coûts plus élevés (en raison d'une reprise ou d'un bris d'outil). Suivez ce processus en 4 étapes pour une sélection optimale:
Étape 1: Définir les exigences d'usinage
Clarifier les objectifs principaux pour affiner les types d'outils:
- Si l'ébauche: Prioriser les outils avec des taux d'enlèvement de matière élevés (Par exemple, moulins à visage, U-drills).
- Si vous terminez: Choisissez des outils aux arêtes vives et de haute précision (Par exemple, ball end mills, alésus).
- Si usinage de trous: Faire correspondre l'outil à la profondeur du trou (Foret en U pour trous profonds) et précision (alésoir pour tolérances serrées).
Étape 2: Faire correspondre l'outil aux propriétés du matériau
Les matériaux souples et durs nécessitent des matériaux d'outils différents:
| Matériau de pièce | Matériau d'outil recommandé | Raison clé |
| Alliages aluminium/magnésium (Doux) | PCD (diamant polycristallin) ou acier à grande vitesse (HSS) | Le PCD a des bords ultra-tranchants; Avoids material adhesion |
| Acier / acier inoxydable (Dur) | Tungsten carbide (avec revêtement TiAlN) or CBN (nitrure de bore cube) | Coated carbide resists wear; CBN handles high temperatures |
| Alliages en titane (Difficult-to-Cut) | Carbure à grains ultra fins (with TaN coating) | Dureté élevée (HRC70) et résistance à la chaleur |
Étape 3: Tenir compte des performances des machines-outils
Ensure tools match your CNC machine’s capabilities:
- Vitesse de broche: High-speed spindles (>15,000 RPM) work best with PCD tools (pour l'aluminium); Low-speed spindles need carbide tools (pour l'acier).
- Coolant system: U-drills require high-pressure coolant (30-50MPA); Micro lubrication suits ball end mills (reduces chip adhesion).
Étape 4: Évaluer la rentabilité
Balance tool life and price:
- Production à volume élevé: Invest in durable tools (Par exemple, coated carbide) to reduce tool changes (sauvegarde 20-30% in labor time).
- À faible volume, pièces personnalisées: Use universal tools (Par exemple, standard twist drills) instead of expensive custom tools (cuts tool costs by 40-60%).
6. Le point de vue de Yigu Technology sur les outils courants utilisés dans l'usinage CNC
À la technologie Yigu, Nous voyons outils courants utilisés dans l'usinage CNC as the “silent efficiency drivers”—the right tool choice can cut production time by 20-40% while improving quality. Nos données montrent 70% of machining defects (Par exemple, Mauvaise finition de surface, hole deviation) come from tool-material mismatches, not machine errors.
We recommend a “scenario-driven” tool selection approach: For auto part manufacturers, we pair tungsten steel flat bottom mills with 45# acier (reducing tool wear by 50%); For medical device clients, we use PCD ball end mills for titanium alloys (Atteindre Ra <0.2μm pour les implants). We also help clients build tool life trackers (via IoT sensors) to replace tools before failure—avoiding costly rework. Finalement, tool selection isn’t just about “buying the best”—it’s about “matching the right tool to the right task.”
7. FAQ: Questions courantes sur les outils d'usinage CNC
T1: Puis-je utiliser une fraise à boule pour l'usinage de surfaces planes au lieu d'une fraise à surfacer?
Techniquement oui, but it’s inefficient. Ball end mills have a smaller cutting area (only the tip contacts the surface), so machining a 100mm×100mm flat surface takes 3-5x longer than a face mill. Face mills also produce smoother surfaces (Ra 1.6μm vs. Ra 3.2μm for ball end mills) and last longer—they’re the better choice for flat surfaces.
T2: Pourquoi les tarauds de formage fonctionnent-ils mieux pour les matériaux durs (Par exemple, acier inoxydable) que de couper les robinets?
Forming taps use cold extrusion to shape threads (no chip removal), while cutting taps remove material to create threads. Pour les matériaux durs, cutting taps are prone to chip clogging (causing broken taps) and edge wear (reducing thread quality). Forming taps avoid these issues—they produce stronger threads (20-30% résistance à la traction plus élevée) and last 2-3x longer than cutting taps for stainless steel.
T3: À quelle fréquence dois-je remplacer les outils CNC courants (Par exemple, moulin à bout en carbure)?
It depends on tool type and material:
- Carbide face mills (pour l'acier): Replace after 80-120 minutes de coupe (or when surface roughness worsens to Ra >3.2µm).
- PCD ball end mills (pour l'aluminium): Last 300-500 minutes (replace when edge chipping is visible).
- Standard twist drills: Replace after 50-80 trous (or if drilling force increases suddenly, indicating dull edges).
Always track tool life with a log—don’t wait for tool breakage (which can damage workpieces).