Contrôle des copeaux réussi
Le contrôle des copeaux est l'un des facteurs clés du tournage et il existe 3 formes de base de bris de copeaux :
Copeaux auto-casseurs (par ex. fonte grise)
bris de copeaux d'outil d'impact
Brise-copeaux par impact sur la pièce
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Casse-copeaux
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bris de copeaux d'outil d'impact
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Brise-copeaux par impact sur la pièce
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Facteurs influençant le bris de copeaux
Géométrie de l'insert : une puce plus ouverte ou plus compacte dépend de la largeur de la goujure et de la conception structurelle micro et macro
Rayon de nez : un petit rayon de nez contrôle la puce plus qu'un grand rayon de nez
Angle d'entrée (d'entrée) : selon l'angle d'entrée, les copeaux sont dirigés dans différentes directions : vers ou à l'opposé de l'épaulement
Profondeur de coupe : selon le matériau de la pièce, des profondeurs de coupe plus importantes affecteront la rupture des copeaux, ce qui entraînera des forces de coupe plus importantes pour la rupture et l'évacuation des copeaux
Alimentation : Une alimentation plus élevée produira généralement des copeaux plus solides. Peut aider à briser les copeaux et à contrôler les copeaux dans certains cas
Vitesse de coupe : les changements de vitesse de coupe peuvent affecter les performances de brise-copeaux
Matériaux : Les matériaux à copeaux courts tels que la fonte sont généralement faciles à usiner. Pour les matériaux ayant une excellente résistance mécanique et une excellente résistance au fluage (la tendance d'un matériau à se déplacer lentement ou à se déformer sous pression), comme l'Inconel, la rupture des copeaux est plus préoccupante
Paramètres de coupe pour le tournage
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Lors du choix de la vitesse et de l'avance correctes pour le tournage, il est important de tenir compte de la machine-outil, de l'outil, de la plaquette et du matériau.
Commencez avec de faibles vitesses d'avance pour garantir la sécurité de la plaquette et la qualité de la surface ; puis augmentez les vitesses d'avance pour améliorer la fragmentation des copeaux
Utilisez une profondeur de coupe supérieure au rayon du nez. Cela minimise la déviation radiale de la plaquette, ce qui est important dans l'usinage intérieur
Une vitesse de coupe trop faible raccourcira la durée de vie de l'outil. Utilisez toujours la vitesse de coupe recommandée vc m/min (ft/min)
Utilisation du liquide de refroidissement pour améliorer la qualité des pièces tournées
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Lorsqu'il est appliqué correctement, le liquide de refroidissement améliore la sécurité du processus, les performances de l'outil et la qualité des pièces. Lors de l'utilisation de liquide de refroidissement, les facteurs suivants doivent être pris en compte :
Les outils avec liquide de refroidissement de haute précision sont fortement recommandés pour les applications de finition
La pression d'arrosage requise pour le brise-copeaux dépend du diamètre de la buse (sortie), du matériau usiné, de la profondeur de passe et de l'avance
Le débit de liquide de refroidissement requis dépend de la pression et de la surface totale de distribution de liquide de refroidissement des trous de liquide de refroidissement
Dans les applications de semi-finition et d'ébauche, l'arrosage par le dessous est recommandé
Pour les opérations de finition, il est recommandé d'utiliser à la fois un sur-refroidissement et un sous-refroidissement de haute précision
Relever les défis avec l'utilisation correcte du liquide de refroidissement
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Problèmes de contrôle des copeaux : utiliser plus de liquide de refroidissement
Problèmes dimensionnels : la cause est généralement une température trop élevée ; utilisez à la fois un liquide de refroidissement excessif et inférieur et la pression de liquide de refroidissement la plus élevée possible
Mauvaise qualité de surface : utiliser plus de liquide de refroidissement si le défaut est causé par des copeaux
Durée de vie imprévisible de l'outil dans les opérations d'ébauche : utiliser uniquement sous l'arrosage
Durée de vie imprévisible de l'outil dans les opérations de finition : utilisation simultanée d'arrosage supérieur et inférieur
Mauvaise évacuation des copeaux dans les opérations de tournage intérieur : utilisez à la fois un arrosage par-dessus et par-dessous et la pression d'arrosage la plus élevée possible
Comment obtenir une bonne qualité de surface lors du tournage de pièces
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Règles générales pour la qualité de surface :
La qualité de surface peut souvent être améliorée en utilisant des vitesses de coupe plus élevées
La géométrie de la plaquette (râteau central, positif et négatif et relief positif) affecte la qualité de la surface
Le choix du matériau de la plaquette a un certain effet sur la qualité de surface
S'il y a une tendance à vibrer, choisissez un rayon de nez plus petit
Balais d'essuie-glace
Les plaquettes Wiper sont capables de tourner des pièces à des vitesses d'avance élevées - sans perdre la capacité de produire un bon état de surface ou de briser les copeaux.
La règle générale est : deux fois la vitesse d'avance, même qualité de surface. Même vitesse d'avance, qualité de surface doublée.
Les plaquettes Wiper sont conçues pour produire une surface plus lisse lorsque la plaquette est avancée le long de la pièce. L'effet d'essuie-glace est principalement conçu pour les virages et les dressages en ligne droite.
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rayon standard
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Rayon d'essuie-glace
Comparaison des plaquettes standard et des plaquettes Wiper en fonction de l'avance
Avis! Toutes les valeurs correspondant aux angles R de nez d'outil standard sont des valeurs théoriques. La valeur correspondant à l'angle R de l'essuie-glace (bord de l'essuie-glace) est basée sur la valeur d'essai de l'acier faiblement allié.
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Les valeurs de rayon de 1,16 mm (0.06 in) sont basées sur des inserts DNMX
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Compétences d'application de tournage extérieur
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Pièces sujettes aux vibrations
Découpe en une seule passe (ex. raccords de tuyauterie)
Il est recommandé de terminer la totalité de la coupe en une seule passe pour diriger les efforts de coupe axialement dans le sens pince/broche.
Exemple:
Diamètre extérieur (OD) {{0}} mm (0,984 pouces)
Diamètre intérieur (ID) {{0}} mm (0,590 pouces)
Profondeur de coupe ap {{0}}.3 mm (0.169 pouces)
Épaisseur de paroi résultante {{0}}.7 mm (0.028 pouces)
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Les forces de coupe peuvent être dirigées axialement à l'aide d'angles d'attaque approchant 90 degrés (angles d'attaque approchant 0 degré). Cela minimisera les forces de flexion subies par la pièce.
Couper en deux passes
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L'usinage simultané des tourelles supérieure et inférieure équilibre les forces de coupe radiales et évite les vibrations et la flexion de la pièce.
Pièces minces/à parois minces
Lors du tournage de pièces minces/à parois minces, les facteurs suivants doivent être pris en compte :
Utilisez un angle d'attaque proche de 90 degrés (angle d'attaque proche de 0 degré). Pendant l'usinage, même de petits changements (angle d'entrée/angle d'avance de 91 degrés/-1 degrés à 95 degrés/-5 degrés) affecteront la direction de la force de coupe
La profondeur de coupe ap doit être supérieure au rayon de la pointe de l'outil RE. Une grande profondeur de coupe ap augmentera la force axiale Fz et réduira la force de coupe radiale Fx, réduisant ainsi les vibrations
Utiliser des plaquettes avec des arêtes de coupe vives et un petit rayon de bec RE, réduisant ainsi les efforts de coupe
Considérez les nuances cermet ou PVD pour assurer la résistance à l'usure et les arêtes tranchantes des lames, qui sont préférées pour ce type d'opération
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Usinage d'épaulement/tournage d'épaulement
Suivez les étapes 1-5 pour éviter d'endommager le tranchant de la plaquette. Cette méthode est idéale pour les plaquettes à revêtement CVD et peut réduire considérablement la casse des plaquettes.
Étapes 1-4 :
Gardez la même distance et la même vitesse d'avance pour chaque étape (1-4) pour éviter le bourrage de copeaux.
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Étape 5 :
La coupe finale se fait en faisant une coupe verticale du diamètre extérieur vers le diamètre intérieur.
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L'enveloppement des copeaux sur le rayon de l'outil peut également être un problème si la séquence d'usinage est ID à OD face à un épaulement. La modification du parcours d'outil peut modifier la direction du copeau et résoudre le problème.
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fin de voiture
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Commencez par le parement (1) et le chanfrein (2). Si possible et si la géométrie de la pièce le permet, le chanfrein (3) est privilégié. La coupe longitudinale (4) est l'opération finale et la plaquette entrera et sortira en douceur pendant le processus.
Le dressage doit être la première opération pour définir un point de référence sur la pièce pour la passe suivante.
Des bavures se forment en fin de coupe lorsque le tranchant quitte la pièce, ce qui est souvent gênant. Laisser un chanfrein ou un congé (retourner un congé) peut minimiser ou même éviter la formation de bavures.
Un chanfrein sur la pièce permettra une entrée plus douce du tranchant (que ce soit en dressage ou en tournage longitudinal).
Coupe interrompue
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Lors d'une coupe interrompue :
Utilisez des nuances PVD pour la ténacité des bords dans les applications avec des coupes interrompues rapides (par exemple, barre hexagonale)
Utilisez des nuances CVD résistantes pour assurer une ténacité globale dans les grandes pièces et les applications de coupe interrompue lourdes
Envisagez d'utiliser un brise-copeaux à haute résistance pour maximiser la résistance à l'écaillage
La désactivation du liquide de refroidissement peut être bénéfique pour éviter les fissures chaudes
Usinage de contre-dépouilles sur pièces finies
Utiliser le plus grand rayon de nez RE possible pour le tournage longitudinal et le surfaçage, garantissant ainsi :
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Arête de coupe à haute résistance, plus grande fiabilité
bonne qualité de surface
Capable d'utiliser une alimentation élevée
Ne dépassez pas la largeur de contre-dépouille et effectuez-la comme dernière étape de l'ébavurage.
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Compétences d'application de tournage interne
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Choisir le plus grand diamètre de barre d'alésage possible, mais en même temps s'assurer qu'il y a suffisamment d'espace entre la barre d'alésage et le trou pour l'évacuation des copeaux
Assurez-vous que les paramètres de coupe utilisés sont propices à une évacuation adéquate des copeaux et produisent le bon type de copeaux
Choisissez le plus petit porte-à-faux possible, mais assurez-vous en même temps que la longueur de la barre d'alésage permette la longueur de serrage recommandée. La longueur de serrage ne doit pas être inférieure à 3 fois le diamètre de la barre d'alésage
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Utiliser des barres d'alésage amorties lors de l'usinage de pièces sensibles aux vibrations
Choisissez un angle d'attaque aussi proche de 90 degrés (et un angle d'attaque aussi proche de 0 degré) que possible pour diriger les forces de coupe le long de la barre d'alésage. L'angle d'entrée ne doit pas être inférieur à 75 degrés (l'angle de coupe ne doit pas être supérieur à 15 degrés)
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En premier choix, les plaquettes amovibles doivent avoir une forme de base positive et une géométrie de plaquette positive pour minimiser la déviation de l'outil
Choisissez un rayon de nez de plaquette inférieur à la profondeur de passe
Un engagement insuffisant de l'arête de coupe peut augmenter les vibrations causées par la friction lors de la coupe. Choisissez un engagement d'arête de coupe supérieur au rayon du nez pour assurer une bonne action de coupe
Un engagement excessif de l'arête de coupe (grande profondeur de coupe et/ou avance) peut augmenter les vibrations causées par la déviation de l'outil
Les plaquettes non revêtues ou légèrement revêtues génèrent généralement des forces de coupe plus faibles que les plaquettes à revêtement épais. Cela devient particulièrement important lorsque le rapport longueur/diamètre est important. Les arêtes de coupe tranchantes minimisent généralement la tendance à vibrer, améliorant ainsi la qualité du trou
Pour le tournage intérieur, les géométries avec brise-copeaux ouverts sont souvent plus avantageuses
Dans certaines opérations, une nuance de plaquette avec un niveau de ténacité plus élevé peut être envisagée car elle peut gérer tout risque de coincement de copeaux ou de tendance à vibrer
Si une meilleure formation des copeaux est nécessaire, envisagez de modifier le parcours d'outil
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Conseils d'application pour le tournage dur
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En plus des recommandations générales de tournage, il y a quelques considérations clés pour le tournage dur (comme le processus de production, y compris la préparation de la pièce dans la phase de tournage doux avant la trempe) :
éviter les pépins
maintenir des tolérances dimensionnelles serrées,
Chanfreinage et usinage des rayons avant traitement thermique
Ne pas entrer ou retirer brusquement le couteau
Coupé ou coupé par arc électrique
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mesure de surface
Axe X : longueur caractéristique
Axe Y : écart de diamètre
Serrage
Une bonne stabilité de la machine, un serrage et un positionnement corrects de la pièce sont essentiels
En règle générale, pour les pièces supportées à une seule extrémité, il est généralement recommandé que le rapport longueur/diamètre de la pièce ne dépasse pas 2:1. Le rapport L/D peut être augmenté si un support de poupée mobile supplémentaire est présent
Notez que la conception thermiquement symétrique du pont et de la poupée mobile augmentera encore la stabilité dimensionnelle
Utilisation du système Coromant Capto®
Minimiser tous les porte-à-faux pour maximiser la rigidité du système
Pour le tournage intérieur, pensez aux barres d'alésage à queue en carbure et Silent Tools™
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Insérer une micro-géométrie
Deux inserts CBN typiques à passivation des bords sont le type S et le type T.
Type S : a la meilleure résistance des bords. Fournit une résistance aux micro-écaillages pour une qualité de surface constante.
Type T : Permet une qualité de surface optimale en coupe continue et minimise la formation de bavures en coupe interrompue. La force de coupe est faible.
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Géométrie de la pointe de l'outil
Dans des conditions stables, utilisez toujours une géométrie Wiper pour assurer la meilleure qualité de surface.
Lorsqu'une productivité plus élevée est requise, des plaquettes avec de petits angles d'attaque sont utilisées.
Lorsque la stabilité est mauvaise (pièces fines, etc.), il convient d'utiliser des plaquettes à rayon régulier.
traitement humide ou sec
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Le tournage dur sans arrosage est idéal et tout à fait possible. Les plaquettes en CBN et en céramique peuvent résister à des températures de coupe plus élevées, éliminant ainsi les problèmes de coût et les difficultés associées au liquide de refroidissement.
Certaines applications peuvent nécessiter un liquide de refroidissement, par exemple pour contrôler la stabilité thermique de la pièce. Dans ces cas, assurer un flux continu de liquide de refroidissement tout au long de l'opération de tournage.
En règle générale, la chaleur générée lors de l'usinage est distribuée au copeau (80 %), à la pièce (10 %) et à la plaquette (10 %). Cela montre l'importance de l'évacuation des copeaux de la zone d'arête de coupe.
Paramètres de coupe et usure
La chaleur élevée dans la zone de coupe réduit les efforts de coupe. Par conséquent, des vitesses de coupe trop faibles génèrent moins de chaleur et peuvent provoquer la rupture de la plaquette.
L'usure en cratère affecte progressivement la résistance de la plaquette, mais n'affecte pas la qualité de la surface au même degré. A l'inverse, l'usure en flanc affecte progressivement les tolérances dimensionnelles.
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Taux d'usure qui détermine la durée de vie de l'outil
*) usure des flancs **) usure en cratère
Directives de changement d'outil
La qualité de surface prédéterminée (B) est un critère de changement d'outil commun et pratique. La qualité de surface est automatiquement mesurée à une station séparée et une valeur spécifiée pour la qualité de surface est donnée.
Pour un processus d'usinage optimisé et plus stable, un nombre prédéterminé de pièces (A) est défini comme standard pour les changements d'outils. Cette valeur doit être inférieure de 10-20 % au nombre moyen de pièces, la valeur exacte dépend de la situation spécifique.
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A : Nombre de pièces planifiées
B : qualité de surface prédéterminée
Axe X : nombre de pièces
Axe Y : qualité de surface
Ligne bleue : usure de la lame
Ligne rouge : valeur Ra/Rz maximale
une stratégie de coupe
Des stratégies « d'enlèvement de métal » en une seule coupe sont disponibles pour les opérations externes et internes. En tournage intérieur, une configuration stable est très importante et le porte-à-faux de l'outil ne doit pas dépasser le diamètre de la barre d'alésage (1×D). Pour de bons résultats d'usinage, des plaquettes légèrement rodées avec chanfreinage et des vitesses de coupe et avances modérées sont recommandées.
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avantage
Délais de traitement les plus rapides possibles
une poche
défaut
Difficulté à respecter des tolérances dimensionnelles serrées
Durée de vie de l'outil plus courte (par rapport à la coupe secondaire)
Écarts dimensionnels dus à une usure relativement rapide
stratégie à deux coupes
La stratégie à deux coupes peut être utilisée dans la production sans personnel pour traiter une qualité de surface élevée. Des plaquettes d'ébauche avec un rayon de 1,2 mm (0.047 in) et des plaquettes de finition en forme de T avec un seul chanfrein sont recommandées. Les deux plaquettes doivent avoir une géométrie Wiper.
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avantage
Outils optimisés pour l'ébauche et la finition
Plus de sécurité, des tolérances plus strictes et des intervalles de changement d'outil potentiellement plus longs
défaut
deux lames nécessaires
deux positions d'outil
un changement d'outil
