En tant que fournisseur de CNC Lathe Turning Insert CCMT09, j'ai été témoin de première main l'importance de comprendre comment les différentes conditions de liquide de refroidissement peuvent affecter les performances de coupe de ces inserts. Dans cet article de blog, je vais me plonger dans la science derrière les performances de coupe des inserts CCMT09 dans divers scénarios de liquide de refroidissement, partageant des informations qui peuvent vous aider à optimiser vos processus d'usinage.
Les bases des inserts CCMT09
Avant d'explorer l'impact des conditions de liquide de refroidissement, passons en revue brièvement les fonctionnalités des inserts CCMT09. Ces inserts sont largement utilisés dans les opérations de tournage du tour CNC en raison de leur excellente géométrie de coupe et de leur résistance à l'usure. Ils sont généralement fabriqués à partir de matériaux en carbure de haute qualité, qui offrent un bon équilibre entre la dureté et la ténacité. La conception CCMT09 permet une formation et une évacuation efficaces des puces, réduisant la probabilité de bordure - le bord de la construction et l'amélioration de la finition de surface.
Le rôle du liquide de refroidissement dans l'usinage
Le liquide de refroidissement joue plusieurs rôles cruciaux dans les opérations d'usinage. Premièrement, il aide à dissiper la chaleur générée pendant le processus de coupe. Des températures élevées peuvent entraîner l'usure de l'insert rapidement, conduisant à une durée de vie de l'outil réduite et à une mauvaise finition de surface. En supprimant la chaleur, le liquide de refroidissement peut prolonger la durée de vie de l'insert CCMT09. Deuxièmement, le liquide de refroidissement agit comme un lubrifiant, réduisant la friction entre l'insert et la pièce. Cela améliore non seulement l'efficacité de coupe, mais réduit également la consommation d'énergie de la machine. De plus, le liquide de refroidissement peut éliminer les copeaux de la zone de coupe, empêchant la récupération des puces et les dommages potentiels à l'insert et à la pièce.
Différentes conditions de liquide de refroidissement et leur impact
Coupure à sec
La coupe à sec est le processus d'usinage sans utiliser de liquide de refroidissement. Bien que cela puisse sembler une option simple et rentable, il présente des inconvénients importants en ce qui concerne les performances de coupe des inserts CCMT09. Sans liquide de refroidissement pour dissiper la chaleur, la température de coupe peut augmenter rapidement. Cette température élevée peut provoquer un ramollissement de l'insert du carbure, entraînant une usure accrue et une durée de vie de l'outil plus court. L'absence de lubrification entraîne également des forces de coupe plus élevées, ce qui peut provoquer des vibrations et une mauvaise finition de surface. Dans la coupe à sec, les copeaux peuvent ne pas être éliminés efficacement de la zone de coupe, augmentant le risque de récupération des puces et d'insérer des dommages. Cependant, dans certains cas où la vitesse de coupe est faible et le matériau de la pièce est relativement doux, la coupe à sec peut être utilisée, mais elle n'est pas recommandée pour l'usinage à long terme et à haute précision.
Refroidissement des inondations
Le refroidissement par inondation consiste à appliquer un grand volume de liquide de refroidissement directement sur la zone de coupe. Cette méthode est très efficace pour dissiper la chaleur et éliminer les copeaux. Le débit de liquide de refroidissement à volume élevé peut rapidement emporter la chaleur générée pendant la coupe, en gardant l'insert à une température relativement basse. Cela aide à maintenir la dureté de l'insert en carbure et réduit l'usure. Le liquide de refroidissement fournit également une bonne lubrification, réduisant les forces de friction et de coupe. En conséquence, le refroidissement des inondations peut étendre considérablement la durée de vie de l'outil des inserts CCMT09 et améliorer la finition de surface de la pièce. Cependant, le refroidissement des inondations nécessite un système de livraison de liquide de refroidissement, ce qui peut ajouter au coût du processus d'usinage. Il y a aussi la question de l'élimination du liquide de refroidissement, qui doit être gérée correctement pour respecter les réglementations environnementales.
Lubrification de quantité minimale (MQL)
MQL est une technique qui utilise une petite quantité de liquide de refroidissement sous la forme d'un aérosol. Le liquide de refroidissement est mélangé avec de l'air comprimé et pulvérisé sur la zone de coupe. MQL combine les avantages de la lubrification et du refroidissement avec une consommation de liquide de refroidissement réduite. La brume fine du liquide de refroidissement peut lubrifier efficacement l'interface de coupe, réduisant les forces de frottement et de coupe. Il fournit également un effet de refroidissement, mais pas aussi significatif que le refroidissement des inondations. MQL est une option plus respectueuse de l'environnement par rapport au refroidissement des inondations, car il utilise moins de liquide de refroidissement. En termes de performances de coupe des inserts CCMT09, MQL peut améliorer la durée de vie de l'outil et la finition de surface, en particulier dans les applications où la vitesse de coupe est modérée. Cependant, l'efficacité de la MQL dépend de l'ajustement approprié du débit du liquide de refroidissement et de la pression de l'air.
Résultats expérimentaux
Pour mieux comprendre les performances de coupe des inserts CCMT09 dans différentes conditions de liquide de refroidissement, nous avons mené une série d'expériences. Nous avons utilisé un tour CNC standard pour tourner une pièce en acier avec des inserts CCMT09 sous des conditions de coupe sèche, de refroidissement des inondations et de MQL.
Dans l'expérience de coupe à sec, la durée de vie de l'outil était significativement plus courte par rapport aux deux autres conditions de liquide de refroidissement. L'insert a montré des signes d'usure sévère après un temps de coupe relativement court, et la finition de surface de la pièce était médiocre, avec des marques d'outils visibles.
Sous refroidissement par inondation, l'insert a montré beaucoup moins d'usure. Les forces de coupe étaient plus faibles et la finition de surface de la pièce était lisse. La durée de vie de l'outil a été prolongée de plus de 50% par rapport à la coupe à sec.
Dans l'expérience MQL, les résultats étaient également prometteurs. La durée de vie de l'outil était plus longue que dans la coupe sèche, et la finition de surface était comparable à celle obtenue avec le refroidissement des inondations dans certains cas. Les forces de coupe ont été réduites et les performances de coupe globales ont été améliorées.
Choisir la bonne condition de liquide de refroidissement pour votre application
Lors du choix d'une condition de liquide de refroidissement pour l'usinage avec des inserts CCMT09, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Le type de matériau de pièce est crucial. Pour les matériaux durs et de la chaleur, un refroidissement par inondation ou un MQL est généralement recommandé de contrôler la température de coupe. La vitesse de coupe et le taux d'alimentation jouent également un rôle. Des vitesses de coupe plus élevées génèrent plus de chaleur, donc une méthode de refroidissement plus efficace peut être nécessaire. Le coût est un autre facteur important. La coupe à sec a le coût le plus bas en termes de liquide de refroidissement, mais cela peut entraîner des coûts de remplacement d'outils plus élevés. Le refroidissement des inondations nécessite un système de liquide de refroidissement et l'élimination du liquide de refroidissement, ce qui ajoute au coût. MQL offre un équilibre entre le coût et les performances.
Conclusion
En conclusion, la condition de liquide de refroidissement a un impact significatif sur les performances de coupe du tour CNC tournant l'insert CCMT09. La coupe à sec n'est généralement pas recommandée pour l'usinage à long terme et à haut et à haute précision en raison de ses effets négatifs sur la durée de vie de l'outil et la finition de surface. Le refroidissement des inondations est très efficace pour dissiper la chaleur et améliorer la réduction des performances, mais s'accompagne de coûts et de préoccupations environnementales plus élevées. MQL fournit un bon compromis entre le coût et les performances, offrant une durée de vie de l'outil et une finition de surface améliorées avec une consommation de liquide de refroidissement réduite.
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Références
- Trent, Em et Wright, PK (2000). Coupe de métaux. Butterworth - Heinemann.
- Stephenson, DA et Agapiou, JS (2006). Usinage métallique: théorie et applications. CRC Press.