Accueil - - - Outils coupants. Usinage : Outils de coupe.

Usinage : Outils de coupe.

0
0
164

Les outils de coupe modernes sont composés d’un support nommé porte-outil en acier et d’une partie amovible nommée plaquette de coupe en carbures. La plaquette est fixée par une vis ou une bride sur son support. Cela permet d’adapter idéalement son outil selon la matière qu’on souhaite usiner, de l’opération qu’on doit effectuer ou des contraintes spécifiques. Cette plaquette dispose de plusieurs arêtes de coupe qui permettent une réduction des coûts d’utilisation. La durée de vie moyenne pour un outil en carbure de tungstène revêtu est de 20 min en tournage et de 45 min en fraisage (temps de contact outil/matière).

La plaquette est par conséquent une pièce d’usure. Cette géométrie permet

  • de ne pas avoir à changer l’outil complet ;
  • de diminuer le coût de l’outil, les carbures étant énormément plus chers que l’acier ;
  • d’avoir des propriétés mécaniques différentes : les carbures sont particulièrement durs ce qui permet un usinage à grande vitesse, mais sont fragiles.

Ce système n’est pas envisageable pour des fraises de petit diamètre. On utilise par conséquent des fraises en carbure monobloc, c’est-à-dire entièrement en carbure. Les anciens outils étaient en acier dit «rapide» (AR, ou HSS pour high speed steel).

La plaquette, outil de coupe, est fabriquée en carbure de tungstène (mélange de poudre de tungstène et de cobalt) nommée la nuance. Lors de la fabrication les arêtes de coupe des outils sont spécifiquement soignées pour avoir le tranchant souhaité.

La nuance des outils de coupe est essentiellement faite en carbure revêtu. Le revêtement est une couche particulièrement fine d’un dépôt d’un composant tel que le nitrure de titane ou l’oxyde d’alumine facilitant le glissement du copeau et protégeant le substrat des élévations de température, mais il existe d’autre matériaux de coupe comme le CBN (nitrure de bore cubique) dédié aux usinages des matériaux traités (> à1 500 MPa) et le PCD pour l’usinage des matériaux non ferreux.

Nous trouvons toujours des outils en carbure de tungstène non revêtu pour les opérations d’usinage des non-ferreux ou des titanes.

La nuance de coupe en carbure de tungstène se classifie suivant une échelle normalisé ISO les classifiant selon leurs caractéristiques. La résistance au frottement, par conséquent à l’usure pour les outils de finition (P10) ou à la ténacité, par conséquent à la pression pour les outils d’ébauche (P40) Le % de cobalt induit directement ses caractéristiques par conséquent le positionnement d’une nuance de carbure dans cette échelle ISO, plus le chiffre est petit « P10″ plus la nuance de carbure est dure (finition ou haute vitesse de coupe), plus le chiffre en grand « P40″ plus la nuance de carbure est tenace (ébauche ou basse vitesse de coupe ou chocs).

Cette normalisation a récemment évolué pour couvrir l’ensemble des matières usinées :

  • P : usinage des aciers ;
  • M : usinage des inoxydables ;
  • K : usinage des fontes
  • N : usinage des non-ferreux ;
  • S : usinage des super alliages ;
  • H : usinage des matières traitées.

Le revêtement de l’outil : trois différentes méthodes sont utilisées :

  1. PVD (dépôt vapeur physique)  ;
  2. CVD (dépôt vapeur chimique)  ;
  3. MTCVD (dépôt vapeur chimique à moyenne température).

Toujours multicouche (de 20 à 60 couches) et d’une épaisseur variable (comprise entre 9 et 20 microns) selon les types de revêtement.

Chaque type de revêtement est à utiliser selon les besoins de l’application. Il sera conseillé de choisir un revêtement PVD pour les opérations fines (ex.  : filetage, faible épaisseur de copeau) ou un revêtement CDV ou MTCVD pour les opérations plus lourdes ou l’outil est plus sollicité.

 

La géométrie de coupe

Appelée plus vulgairement «brise copeaux», elle permet d’adapter idéalement l’outil à l’opération à effectuer selon 2 critères principaux :

  1. La profondeur de passe.
  2. L’avance.

Les outils coupants standards proposent un large choix de géométrie de coupe. Cette géométrie de coupe est un espace fait de formes concaves et convexes qui a pour mission de contrôler le copeau lors de sa formation, moulé sur la plaquette en carbure, particulièrement étudié pour maîtriser le déroulement du copeau, il garantie sa maîtrise et le bon déroulement de l’usinage sans interrompre ni gêner la coupe. La champ d’application nommé « plage de fragmentation » est définie par une avance minimum et maximum et une profondeur de passe minimum et maximum ce qui définie une section de copeau (épaisseur et largeur) Cette section de copeau entre dans une certaine plage de fragmentation ce qui sert à choisir sa géométrie de coupe, Une géométrie pour une opération de finition sera différente (plus fine) que pour une opération d’ébauche (plus large).

(usinage.wikibis)

Charger d'autres articles liés
Charger d'autres écrits par JC-GIROUD
Charger d'autres écrits dans - - - Outils coupants.

Laisser un commentaire

Consulter aussi

F + L Week vous accueillera au magnifique Four Seasons Hotel du 6 au 9 mars 2018.

  F + L Week 2018 arrive à Macao! Chaque année, des centaines de participants du mond…