Les matériaux durs, tels que l'acier trempé, l'acier inoxydable, les alliages de titane et les superalliages, présentent des défis uniques dans le processus d'usinage. Leur résistance élevée, leur ténacité et leur résistance à l’usure les rendent difficiles à couper efficacement. Les plaquettes de fraisage jouent un rôle crucial dans l'usinage de ces matériaux durs, et des conceptions spéciales sont nécessaires pour garantir des performances optimales. En tant que fournisseur leader de plaquettes de fraisage, nous comprenons l'importance de ces conceptions spéciales et nous nous engageons à fournir des solutions de haute qualité pour l'usinage de matériaux durs.
Conception géométrique
Géométrie de pointe
Le tranchant d'une plaquette de fraisage pour matériaux durs est conçu avec précision pour résister à des forces de coupe élevées et réduire l'usure. Une arête de coupe affûtée est essentielle pour une formation efficace des copeaux et des forces de coupe réduites. Cependant, lors de l'usinage de matériaux durs, une arête vive peut être sujette à l'écaillage. Pour résoudre ce problème, les plaquettes comportent souvent une arête de coupe affûtée ou chanfreinée.
Un bord aiguisé est créé en arrondissant légèrement le bord tranchant. Cela permet de répartir les forces de coupe plus uniformément et de réduire le risque d'écaillage des bords. Le rayon d'affûtage peut être soigneusement sélectionné en fonction du matériau dur spécifique à usiner. Par exemple, lors de l'usinage de l'acier trempé, un rayon d'affûtage plus petit peut être utilisé pour les opérations de finition afin d'obtenir une meilleure finition de surface, tandis qu'un rayon d'affûtage plus grand peut être plus approprié pour les opérations d'ébauche afin d'augmenter la résistance des bords.
Un tranchant chanfreiné, quant à lui, consiste à créer une petite surface plane au niveau du tranchant. Cela améliore également la résistance des bords et peut améliorer la résistance à l'usure de l'insert. L'angle et la largeur du chanfrein sont optimisés en fonction des propriétés du matériau et des conditions d'usinage. Par exemple, lors de l'usinage d'alliages de titane, un angle et une largeur de chanfrein spécifiques peuvent être conçus pour empêcher la formation d'arêtes accumulées et améliorer le flux des copeaux.
Insérer une forme
La forme de la plaquette de fraisage est un autre aspect important de sa conception pour l'usinage de matériaux durs. Les formes d'inserts courantes incluent le carré, le rond, le triangulaire et l'octogonal. Chaque forme a ses propres avantages et est sélectionnée en fonction de l'opération d'usinage et de la géométrie de la pièce.
Les plaquettes carrées sont largement utilisées pour les opérations de surfaçage et de fraisage d'épaulements. Ils offrent plusieurs arêtes de coupe, ce qui signifie une durée de vie plus longue et un coût par arête inférieur. Les angles vifs des plaquettes carrées peuvent être utilisés pour les opérations de profilage, mais ils peuvent également être plus sujets à l'écaillage lors de l'usinage de matériaux durs. Par conséquent, des rayons de coin spéciaux sont souvent ajoutés pour améliorer la résistance des coins.
Les plaquettes rondes sont idéales pour l'usinage de surfaces courbes et les opérations de contournage. Leur forme circulaire offre une arête de coupe continue, ce qui entraîne une formation de copeaux en douceur et des forces de coupe réduites. Dans l'usinage de matériaux durs, les plaquettes rondes peuvent être utilisées pour usiner des géométries complexes avec une grande précision.
Les plaquettes triangulaires sont couramment utilisées pour les opérations de fraisage à usage général. Ils disposent de trois tranchants, qui offrent une bonne polyvalence. La forme triangulaire permet une évacuation efficace des copeaux, ce qui est crucial dans l'usinage de matériaux durs pour éviter le colmatage des copeaux et l'accumulation de chaleur.
Les plaquettes octogonales conviennent aux opérations de fraisage lourdes. Ils disposent d'un grand nombre d'arêtes de coupe, capables de supporter des charges de coupe élevées et d'offrir une longue durée de vie à l'outil. La forme octogonale offre également une bonne stabilité pendant l'usinage, ce qui en fait un choix populaire pour l'usinage de matériaux durs dans le cadre d'une production à grande échelle.
Technologie de revêtement
Revêtements résistants à l'usure
Les revêtements jouent un rôle essentiel dans l’amélioration des performances des plaquettes de fraisage pour matériaux durs. Les revêtements résistants à l'usure peuvent augmenter considérablement la durée de vie de l'outil de la plaquette en réduisant la friction, l'usure et la génération de chaleur. L'un des revêtements les plus couramment utilisés est le nitrure de titane (TiN). Les revêtements TiN ont une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure, ce qui peut protéger le tranchant de la plaquette de l'abrasion et de l'adhérence. Ils sont relativement peu coûteux et conviennent à une large gamme de matériaux durs, notamment l'acier inoxydable et l'acier trempé.
Les revêtements en carbonitrure de titane (TiCN) offrent une résistance à l'usure améliorée par rapport aux revêtements TiN. L'ajout de carbone à la structure en nitrure de titane augmente la dureté du revêtement et réduit la friction. Les revêtements TiCN sont particulièrement efficaces dans l'usinage à grande vitesse de matériaux durs, car ils peuvent résister aux températures élevées et aux forces de coupe générées au cours du processus.
Les revêtements en nitrure d'aluminium et de titane (AlTiN) sont conçus pour l'usinage de matériaux durs à des vitesses de coupe élevées. La teneur élevée en aluminium du revêtement forme une couche d'oxyde d'aluminium dure et stable sur l'arête de coupe lors de l'usinage. Cette couche d'oxyde agit comme une barrière thermique, réduisant le transfert de chaleur vers l'insert et améliorant sa résistance à l'usure. Les revêtements AlTiN sont largement utilisés dans l’usinage des superalliages et des aciers trempés.
Revêtements lubrifiants
En plus des revêtements résistants à l'usure, des revêtements lubrifiants peuvent également être appliqués aux plaquettes de fraisage pour matériaux durs. Ces revêtements réduisent la friction entre la plaquette et la pièce à usiner, ce qui contribue à améliorer le flux des copeaux et à réduire les forces de coupe. Les revêtements en carbone de type diamant (DLC) sont un exemple de revêtements lubrifiants. Les revêtements DLC ont un faible coefficient de frottement et une excellente stabilité chimique, ce qui les rend adaptés à l'usinage de matériaux durs tels que les alliages de titane.
Matériau du substrat
Substrats en carbure cémenté
Le carbure cémenté est le matériau de substrat le plus couramment utilisé pour le fraisage de plaquettes dans l'usinage de matériaux durs. Il est constitué de particules de carbure de tungstène (WC) liées entre elles par un liant métallique, généralement du cobalt (Co). Les propriétés du carbure cémenté peuvent être adaptées en ajustant la granulométrie des particules de WC et la quantité de liant.
Les substrats en carbure cémenté à grains fins sont préférés pour l'usinage de matériaux durs car ils offrent une dureté et une résistance à l'usure élevées. La petite granulométrie des particules WC offre une structure plus uniforme, ce qui améliore la résistance et la ténacité de l'insert. De plus, les substrats en carbure cémenté à grains fins peuvent mieux supporter le revêtement, réduisant ainsi le risque de délaminage du revêtement.
Pour l'usinage intensif de matériaux durs, des substrats en carbure cémenté à grains moyens ou grossiers peuvent être utilisés. Ces substrats ont une ténacité plus élevée et peuvent supporter des charges de coupe plus élevées. Cependant, ils peuvent avoir une résistance à l'usure légèrement inférieure à celle des substrats à grains fins.
Substrats céramiques
Les substrats en céramique constituent une autre option pour le fraisage de plaquettes dans l'usinage de matériaux durs. Les céramiques, telles que l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃) et le nitrure de silicium (Si₃N₄), ont une dureté et une résistance à la chaleur extrêmement élevées. Ils peuvent être utilisés pour l'usinage à grande vitesse de matériaux durs à des températures élevées.
Les plaquettes céramiques à base d'oxyde d'aluminium conviennent à l'usinage des aciers trempés et des fontes. Ils offrent une excellente résistance à l’usure et permettent d’obtenir des états de surface élevés. Les inserts céramiques à base de nitrure de silicium, en revanche, sont plus adaptés à l'usinage des superalliages et des alliages de titane. Ils ont une bonne résistance aux chocs thermiques et peuvent gérer des opérations de coupe à grande vitesse.
Conception du brise-copeaux
Importance du contrôle des copeaux
Dans l'usinage de matériaux durs, un contrôle efficace des copeaux est crucial. Des copeaux longs et continus peuvent provoquer des problèmes tels que le colmatage des copeaux, l'accumulation de chaleur et l'endommagement de la surface de la pièce. Les brise-copeaux sont conçus pour briser les copeaux en petits morceaux maniables, qui peuvent être facilement évacués de la zone de coupe.
Types de brise-copeaux
Il existe différents types de brise-copeaux utilisés dans les plaquettes de fraisage pour matériaux durs. Un type courant est le brise-copeaux intégré, qui est directement usiné sur la face de coupe de la plaquette. Les brise-copeaux intégrés sont conçus pour créer une forme et une taille de copeaux spécifiques. Ils peuvent être optimisés pour différentes opérations d’usinage et matériaux durs. Par exemple, lors de l'usinage de l'acier inoxydable, un brise-copeaux intégré peut être conçu pour briser les copeaux en formes courtes et hélicoïdales, plus faciles à évacuer.
Un autre type est le brise-copeaux remplaçable. Ces brise-copeaux sont des composants séparés qui peuvent être fixés sur l'insert. Les brise-copeaux remplaçables offrent plus de flexibilité, car ils peuvent être facilement remplacés en fonction des exigences d'usinage. Ils sont souvent utilisés dans les opérations de fraisage haute performance où différentes stratégies de contrôle des copeaux peuvent être nécessaires pour les opérations d'ébauche et de finition.
Conclusion
En tant que fournisseur de plaquettes de fraisage, nous proposons une large gamme de plaquettes de fraisage avec des versions spéciales pour les matériaux durs. NotreInserts de fraisage indexables en carbure cémenté,Inserts de fraisage en carbure indexables, etInsert de fraisage en carbure de tungstène indexable CNCsont conçus avec les dernières conceptions géométriques, des technologies de revêtement avancées, des matériaux de substrat de haute qualité et des conceptions efficaces de brise-copeaux pour garantir des performances optimales dans l'usinage de matériaux durs.
Si vous recherchez des plaquettes de fraisage fiables pour les matériaux durs, nous sommes là pour vous proposer les meilleures solutions. Notre équipe d'experts peut vous aider à sélectionner les plaquettes les plus adaptées à vos besoins d'usinage spécifiques. Contactez-nous dès aujourd'hui pour entamer une discussion sur vos besoins en matière d'approvisionnement et laissez-nous travailler ensemble pour améliorer l'efficacité et la productivité de votre usinage.
Références
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2009). Ingénierie et technologie de fabrication. Salle Pearson-Prentice.
- Astakhov, vice-président (2010). Mécanique de coupe des métaux. Springer.
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.