Processus d'usinage : l'importance de la sélection du matériel d'outil pour la finition de surface
Dans le monde de l'usinage, la sélection des matériaux d'outils joue un rôle crucial dans la détermination de la qualité de la finition de surface des composants usinés. Comprendre la relation entre la finition de la matière d'outil et la finition de surface est essentiel pour atteindre les spécifications souhaitées et assurer la longévité de l'outil et de la pièce à usiner.
Comprendre les processus d'usinage
L'usinage est un procédé de fabrication soustractive qui consiste à retirer le matériau d'une pièce pour obtenir les dimensions souhaitées et la qualité de surface. Divers procédés d'usinage comprennent le tournage, le fraisage, le forage et le broyage.
Facteurs influant sur le fini de surface
La finition de surface d'une pièce usinée est influencée par plusieurs facteurs, dont :
- Matériel d'outils
- Vitesse de coupe
- Taux d'alimentation
- Profondeur de coupe
- Matériel de la pièce
Caractéristiques du matériau de l'outil
Différents matériaux d'outils possèdent des propriétés uniques qui affectent leur performance dans les processus d'usinage.
- Pouvoir : Capacité de résister à l'usure et à la déformation.
- Tige: La capacité d'absorber l'énergie et de résister à la fracture.
- Conductivité thermique:[ La capacité de dissiper la chaleur générée lors de l'usinage.
- Stabilisation chimique: Résistance à l'oxydation et à la corrosion.
Matériel d'outils communs
Plusieurs matériaux d'outillage sont couramment utilisés dans les procédés d'usinage, chacun avec ses avantages et ses inconvénients:
- Acier à haute vitesse (HSS):[ Offre une bonne ténacité et convient à une variété d'opérations d'usinage.
- Carbure cimenté:[ Connu pour sa dureté et sa résistance à l'usure, il est idéal pour les applications à grande vitesse.
- Céramiques:[ Excellentes pour les applications à haute température mais fragiles et moins difficiles.
- Cubic Boron Nitride (CBN): Idéal pour les matériaux durs et offre une finition de surface supérieure.
- Polycristallin Diamond (PCD):[ Idéal pour les matériaux non ferreux et offre une résistance à l'usure exceptionnelle.
Acier à haute vitesse (HSS)
L'acier à grande vitesse est un matériau polyvalent qui peut résister à des températures élevées sans perdre sa dureté. Il est souvent utilisé pour couper des outils tels que les forets, les robinets et les fraiseuses. Les outils HSS peuvent fournir une finition de surface décente, mais peuvent nécessiter un affûtage fréquent, en particulier dans les applications à grande vitesse.
Carbure cémenté
Le carbure cémenté est un matériau composite fait de particules de carbure de tungstène lié au cobalt. Il est connu pour sa dureté et sa résistance à l'usure exceptionnelles, ce qui le rend adapté pour l'usinage à grande vitesse.
Céramiques
Les outils en céramique sont principalement utilisés pour l'usinage à grande vitesse de matériaux durs. Ils peuvent résister à des températures élevées et fournir de bonnes finitions de surface. Cependant, leur fragilité limite leur application, car ils sont plus enclins à copeaux et à casser sous des charges de choc.
Nitride cubique boron (CBN)
CBN est un excellent choix pour l'usinage des aciers et superalliages durcis. Il offre une résistance à l'usure élevée et peut maintenir une pointe tranchante, ce qui donne des finitions de surface supérieures.
Diamant polycristallin (PCD)
Les outils PCD sont idéaux pour l'usinage de matériaux non ferreux tels que l'aluminium et les composites. Ils fournissent des finitions de surface exceptionnelles et peuvent résister à des taux d'usure élevés.
Impact du matériel d'outil sur le fini de surface
La sélection de matériaux d'outils a des répercussions importantes sur la finition de surface des pièces usinées. Voici quelques points clés à considérer:
- Les matériaux plus résistants produisent généralement des surfaces plus lisses.
- L'usure de l'outil peut conduire à une mauvaise finition de surface; par conséquent, choisir un matériau durable est crucial.
- La sélection des matériaux influe sur la vitesse de coupe et le débit d'alimentation, qui à leur tour influent sur la qualité de la surface.
- L'utilisation du bon matériau d'outil peut réduire le besoin de procédés de finition secondaires.
Meilleures pratiques pour la sélection du matériel d'outils
Pour optimiser la finition de surface dans les procédés d'usinage, il faut tenir compte des pratiques exemplaires suivantes pour la sélection des matériaux d'outils :
- Évaluer le matériau de la pièce et ses propriétés.
- Déterminer les spécifications de finition de surface requises.
- Considérez le processus d'usinage et les conditions d'exploitation.
- Évaluer la rentabilité du matériel d'outils.
- Restez à jour avec les progrès dans les matériaux d'outils et les revêtements.
Conclusion
En conclusion, la sélection des matériaux d'outils est un facteur essentiel pour obtenir des finitions de surface de haute qualité dans les procédés d'usinage. En comprenant les propriétés et les applications de divers matériaux d'outils, les fabricants peuvent prendre des décisions éclairées qui améliorent la productivité et la qualité du produit.