En tant que fournisseur chevronné de plaquettes de rainurage, j'ai pu constater par moi-même le rôle essentiel que jouent la vitesse de coupe et l'avance dans la formation des copeaux lors des opérations d'usinage. Dans cet article de blog, j'examinerai les effets de ces deux paramètres sur la formation des puces, en m'appuyant sur mes années d'expérience et mes connaissances du secteur.
Comprendre la formation des puces
Avant d'explorer l'impact de la vitesse de coupe et de l'avance, il est essentiel de comprendre les bases de la formation des copeaux. Lorsqu'une plaquette de rainurage coupe une pièce, elle coupe le matériau sous forme de copeaux. La forme, la taille et le type de copeaux produits peuvent affecter de manière significative le processus d'usinage, notamment la durée de vie de l'outil, l'état de surface et la productivité.
Il existe trois principaux types de copeaux qui peuvent se former lors des opérations de rainurage : les copeaux continus, les copeaux segmentés et les copeaux discontinus. Les copeaux continus sont de longs rubans de matériau ininterrompus qui sont généralement produits lors de l'usinage de matériaux ductiles à des vitesses de coupe élevées et à de faibles avances. Les copeaux segmentés sont caractérisés par une série de petits segments interconnectés et se forment souvent lors de l'usinage de matériaux à ductilité modérée. Les copeaux discontinus, en revanche, sont des morceaux de matériau courts et cassés qui sont généralement produits lors de l'usinage de matériaux fragiles ou lors de l'utilisation d'avances élevées et de vitesses de coupe faibles.
L'effet de la vitesse de coupe sur la formation de copeaux
La vitesse de coupe fait référence à la vitesse à laquelle l'arête de coupe de la plaquette de rainurage se déplace par rapport à la pièce à usiner. Il est généralement mesuré en pieds de surface par minute (SFM) ou en mètres par minute (m/min). La vitesse de coupe a un impact profond sur la formation des copeaux, car elle affecte la température, la contrainte de cisaillement et le taux de déformation dans la zone de coupe.
Vitesses de coupe élevées
Lorsque la vitesse de coupe augmente, la température dans la zone de coupe augmente considérablement. Cette augmentation de température ramollit le matériau de la pièce, réduisant sa résistance et le rendant plus facile à cisailler. En conséquence, des copeaux continus sont plus susceptibles de se former à des vitesses de coupe élevées, en particulier lors de l'usinage de matériaux ductiles. Les copeaux continus sont généralement souhaitables car ils indiquent une coupe efficace et peuvent contribuer à améliorer l'état de surface et la durée de vie de l'outil.
Cependant, il existe une limite à l’augmentation de la vitesse de coupe. Si la vitesse de coupe est trop élevée, la température dans la zone de coupe peut devenir excessive, entraînant une usure de l'outil, des dommages thermiques à la pièce et un mauvais contrôle des copeaux. De plus, des vitesses de coupe élevées peuvent également augmenter le risque de vibrations et de vibrations, ce qui peut affecter négativement l'état de surface et la précision dimensionnelle de la pièce usinée.
Faibles vitesses de coupe
A l’inverse, lorsque la vitesse de coupe diminue, la température dans la zone de coupe diminue. Cela peut rendre le matériau de la pièce plus cassant, entraînant la formation de copeaux segmentés ou discontinus. Les copeaux segmentés et discontinus sont souvent associés à des forces de coupe plus élevées et à une usure accrue de l'outil, car les copeaux ont tendance à se briser selon des formes et des tailles irrégulières, provoquant davantage de friction et d'abrasion sur l'arête de coupe de la plaquette.
Des vitesses de coupe faibles sont généralement utilisées lors de l'usinage de matériaux fragiles ou lorsqu'une finition de surface élevée est requise. Cependant, ils peuvent également entraîner des temps d'usinage plus longs et une productivité réduite, car le taux d'enlèvement de matière est inférieur à celui des vitesses de coupe élevées.
L'effet de la vitesse d'alimentation sur la formation de copeaux
L'avance fait référence à la distance parcourue par la plaquette de rainurage dans la pièce à usiner par tour ou par dent. Il est généralement mesuré en pouces par tour (IPR) ou en millimètres par tour (mm/tour). La vitesse d'avance joue également un rôle crucial dans la formation des copeaux, car elle affecte l'épaisseur et la largeur des copeaux produits.
Vitesses d'alimentation élevées
Lorsque la vitesse d'avance augmente, l'épaisseur des copeaux produits augmente également. Cela peut conduire à la formation de copeaux discontinus, notamment lors de l'usinage de matériaux fragiles ou lors de l'utilisation de vitesses de coupe faibles. Les copeaux discontinus sont souvent associés à des forces de coupe plus élevées et à une usure accrue de l'outil, car les copeaux ont tendance à se briser selon des formes et des tailles irrégulières, provoquant davantage de friction et d'abrasion sur l'arête de coupe de la plaquette.
Cependant, des vitesses d'alimentation élevées peuvent également augmenter le taux d'enlèvement de matière, ce qui peut améliorer la productivité. De plus, des vitesses d'avance élevées peuvent contribuer à réduire le risque de vibration et de broutage, car les forces de coupe sont réparties plus uniformément sur l'arête de coupe de la plaquette.
Faibles vitesses d'avance
Lorsque la vitesse d'avance diminue, l'épaisseur des copeaux produits diminue également. Cela peut conduire à la formation de copeaux continus, en particulier lors de l'usinage de matériaux ductiles à des vitesses de coupe élevées. Les copeaux continus sont généralement souhaitables car ils indiquent une coupe efficace et peuvent contribuer à améliorer l'état de surface et la durée de vie de l'outil.
Cependant, de faibles vitesses d'avance peuvent également entraîner des temps d'usinage plus longs et une productivité réduite, car le taux d'enlèvement de matière est inférieur à celui des vitesses d'avance élevées. De plus, de faibles vitesses d'avance peuvent augmenter le risque de vibration et de broutage, car les forces de coupe sont plus concentrées sur une zone plus petite de l'arête de coupe de la plaquette.
Trouver les paramètres de coupe optimaux
Comme nous l'avons vu, la vitesse de coupe et l'avance ont un impact significatif sur la formation des copeaux lors des opérations de rainurage. La recherche des paramètres de coupe optimaux pour une application particulière nécessite un examen attentif de plusieurs facteurs, notamment le matériau de la pièce à usiner, le type de plaquette de rainurage utilisée, la finition de surface souhaitée et l'équipement d'usinage disponible.
En général, il est recommandé de commencer avec des paramètres de coupe conservateurs et d'augmenter progressivement la vitesse de coupe et l'avance jusqu'à ce que les résultats souhaités soient obtenus. Il est également important de surveiller de près le processus d'usinage et d'effectuer les ajustements nécessaires pour garantir des performances et une durée de vie optimales de l'outil.
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Références
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.
- Shaw, MC (2005). Principes de coupe des métaux. Presse de l'Université d'Oxford.
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2008). Ingénierie et technologie de fabrication. Salle Pearson-Prentice.