Usure sur le foret.

L'usinage CNC est un processus de fabrication largement utilisé qui implique des machines CNC automatisées pour créer des pièces précises et complexes. Malgré sa précision, l'usinage CNC est souvent sujet à plusieurs défauts, et l'une des principales causes est l'usure de l'outil.

L'impact de l'usure des outils sur Défauts d'usinage CNC est un problème important dans la fabrication, car il affecte l'efficacité, la précision et la rentabilité de la production. Cet article examinera en profondeur les défauts causés par l'usure de l'outil, y compris comment cela se produit, comment identifier l'usure et bien d'autres.

Qu'entend-on par défauts d'usinage ?

Défauts d'usinage se référer à tout écart par rapport à la conception prévue au cours du processus d'usinage CNC. Cela signifie que les défauts d'usinage sont des imperfections du processus d'usinage qui sont indésirables et affectent les différents aspects de l'usinage de pièces ou de produits. L'usure de l'outil augmente la force de coupe, les vibrations et la température lors du fraisage en bout et réduit l'état de surface de la pièce usinée (S, 2010).

Voici quelques défauts courants qui pourraient se produire lors de l'usinage CNC.

• Traces d'outils sur la surface

Traces d'outils sur la surface

Les marques d'outils sont le défaut d'usinage le plus courant qui se produit lorsque l'outil de coupe laisse des marques sur la surface de la pièce usinée. Cela peut être dû à une mauvaise sélection d'outils, à des outils de coupe usés ou endommagés ou à des paramètres de coupe incorrects.

• Fissures ou déformations du matériau

Des fissures peuvent se produire en raison d'efforts de coupe excessifs, d'une mauvaise sélection d'outils ou de défauts du matériau de la pièce. Cela peut résulter de conditions de coupe inappropriées, de variations du matériau de la pièce ou d'une accumulation de chaleur pendant le processus d'usinage.

• Haute rugosité

La rugosité de surface est un autre défaut d'usinage possible et fait référence à l'irrégularité ou à l'inégalité de la texture de surface d'une pièce usinée. Cela se produit en raison de mauvaises conditions de coupe, de l'usure de l'outil ou de la déviation.

Qu'entend-on par usure de l'outil ?

Les outils sont essentiels dans toute opération d'usinage CNC pour couper et façonner le matériau. Types d'outils courants utilisés dans l'usinage CNC comprennent les fraises en bout, les perceuses et les outils de tour. Ceux-ci sont généralement montés sur une broche, qui tourne à grande vitesse et est guidée le long d'un chemin programmé pour produire une forme ou une forme souhaitée.

L'usure de l'outil dans l'usinage CNC est la dégradation progressive du matériau de l'arête de coupe de l'outil pendant le processus d'usinage. C'est un phénomène courant dû à plusieurs facteurs, tels que contact répété avec la pièce, frottement et chaleur générés par le processus de coupe.

Au fur et à mesure que le tranchant s'émousse ou s'abîme, la qualité des pièces usinées diminue et l'outil doit être remplacé ou réaffûté. Dans certains cas, une usure excessive de l'outil peut entraîner une défaillance prématurée de l'outil, entraînant des temps de production plus longs, des coûts de production accrus et la nécessité de changements d'outils fréquents.

Par conséquent, il est important de surveiller et de contrôler l'usure des outils dans l'usinage CNC afin de minimiser ou d'éliminer les éventuels défauts d'usinage.

Comment l'usure des outils crée-t-elle des défauts d'usinage dans la CNC ?

L'usure de l'outil réduit la netteté de l'arête de coupe, modifie la géométrie de l'outil et exige plus de force de coupe pour effectuer toute opération d'usinage CNC.

1. L'usure de l'outil réduit la netteté de l'arête de coupe

L'usure de l'outil diminue le tranchant de l'arête de coupe. Au fur et à mesure que le tranchant de l'outil s'émousse ou s'abîme, sa capacité à éliminer efficacement la matière de la pièce est réduite. En conséquence, cela réduit la qualité de la finition de surface, qui se traduit par des rugosités, des rayures ou d'autres imperfections à la surface des pièces usinées.

De plus, à mesure que l'arête de coupe devient plus terne, elle crée plus de chaleur, causant des dommages supplémentaires à l'outil et à la pièce, entraînant un risque accru de bris d'outil et d'autres défauts d'usinage.

Comme l'usure de l'outil augmente continuellement avec le temps, il devient si terne que l'outil ne peut plus enlever efficacement la matière. De plus, une arête de coupe plate peut amener l'outil à frotter contre la pièce au lieu de la couper, ce qui entraîne une augmentation de la friction, de la chaleur et de l'usure à la fois de l'outil et de la pièce. Cela peut encore dégrader la qualité des pièces usinées et augmenter le risque de bris d'outil.

2. L'usure de l'outil augmente les efforts de coupe

Lorsque le tranchant de l'outil CNC devient émoussé ou endommagé, les forces nécessaires pour retirer la matière de la pièce augmentent. Par exemple, les vitesses de coupe élevées pendant le tournage entraîneront une usure plus rapide de l'outil par rapport à des avances plus élevées. (Bhushan, 2022).

Parlons maintenant de certains défauts d'usinage CNC qui peuvent être causés par une augmentation des efforts de coupe.

3. L'usure de l'outil a un impact sur la géométrie de l'outil

Au fur et à mesure que les outils d'usinage s'usent avec le temps, ils peuvent modifier la forme et la géométrie initiales, entraînant des écarts par rapport à la forme ou à la forme souhaitée des pièces usinées. Cela peut entraîner de nombreux défauts d'usinage ;

• La modification de la géométrie de l'outil peut entraîner des écarts par rapport aux dimensions spécifiées des pièces usinées, entraînant des erreurs dimensionnelles et une qualité inférieure.
• Les modifications de la géométrie de l'outil peuvent également avoir un impact sur la qualité de la finition de surface des pièces usinées, entraînant des rugosités, des rayures ou d'autres défauts.

4. L'usure de l'outil réduit les performances de coupe.

Les performances de coupe réduites sont le résultat de l'usure de l'outil dans l'usinage CNC. Au fur et à mesure que l'outil vieillit et s'use, il perd sa capacité optimale à retirer la matière de la pièce. En conséquence, cela entraîne une usure accrue de l'outil, un temps de cycle élevé, une qualité de production médiocre et une vitesse de coupe réduite.

La effets courants d'une faible performance de coupe d'outils dans l'usinage CNC comprennent;

• La vitesse de coupe peut être réduite en raison de mauvaises performances de coupe, de l'augmentation des temps de production et de la réduction de l'efficacité de la production.
• Chaque article prend plus de temps à fabriquer, ce qui entraîne des cycles plus longs et une fabrication moins productive.
• Des performances de coupe réduites peuvent entraîner une usure accrue de l'outil, des remplacements fréquents d'outils et une durée de vie plus courte.
• Les problèmes de performances de coupe peuvent entraîner une réduction de la qualité du produit, davantage de défauts de production et une production moins efficace.

Comment minimiser l'usure de l'outil dans l'usinage CNC ?

Comme indiqué précédemment, nous savons que l'usure de l'outil est la principale cause de nombreux défauts d'usinage CNC. Ainsi, prévenir ou minimiser l'usure est important pour un résultat de qualité.

Voici quelques façons de minimiser l'usure des outils dans l'usinage CNC ;

Choisissez le bon outil : Le choix du bon outil en fonction des spécifications du travail est essentiel pour réduire l'usure de l'outil. Le type d'outil, sa géométrie et le matériau influencent directement la durée de vie et la résistance à l'usure. Par conséquent, tenez compte du type de matériau de la pièce, des paramètres de coupe souhaités et de la finition de surface.

Optimisez les paramètres de coupe : Des paramètres de coupe inappropriés tels que la vitesse de coupe, la vitesse de rotation de la broche et la profondeur de coupe entraînent également l'usure des outils, entraînant plusieurs défauts d'usinage. En conséquence, les paramètres de coupe doivent être fixés de manière optimale en fonction d'un projet d'usinage particulier.

Appliquer le revêtement : Le revêtement de nitrure de titane, de nitrure de chrome ou d'autres substances dures améliore la durabilité de l'outil et minimise l'usure. Ces revêtements peuvent réduire la friction, augmenter la dureté et améliorer la résistance à l'usure.

Utilisez des liquides de refroidissement appropriés : L'accumulation de chaleur est l'une des principales causes d'usure des outils. L'utilisation appropriée du liquide de refroidissement et l'entretien régulier du système de refroidissement peuvent aider à réduire la friction et l'accumulation de chaleur, réduisant ainsi l'usure de l'outil. Le liquide de refroidissement peut également aider à éliminer les copeaux et les débris de la zone de coupe.

Entretien des outils : L'entretien régulier des outils, comme le nettoyage et l'affûtage, contribue à une durée de vie plus longue et minimise l'usure des outils. De plus, il est crucial de manipuler et de ranger correctement les outils.

Comment identifier l'usure de l'outil dans l'usinage CNC ?

Texture de surface inégale

Il n'est possible de contrer les problèmes d'usinage CNC que si vous les remarquez. De même, il est indispensable d'identifier l'usure de l'outil pour éliminer les risques d'éventuels défauts d'usinage.

Voici quelques façons d'identifier l'usure des outils dans l'usinage CNC ;

• Inspection visuelle est l'une des meilleures techniques pour assurer l'usure des outils. Vous pouvez inspecter les signes d'usure, tels que les bords de coupe émoussés, les éclats ou les fissures.
• Analyse de la qualité de l'état de surface des pièces usinées révèle également des signes d'usure, tels que des marques d'outils, des niveaux de rugosité inattendus et une texture inégale.
• Vibration est une autre façon d'identifier l'usure de l'outil. Il y a une possibilité d'usure de l'outil s'il y a des vibrations dans n'importe quelle partie de la machine CNC, de l'outil de coupe et de l'outil lui-même.

résumer

La qualité des produits usinés et l'ampleur des défauts d'usinage sont tous deux fortement impactés par l'usure des outils. Les raisons de l'usure comprennent, mais sans s'y limiter, les l'âge de l'outil, les conditions de coupe, la sélection de l'outil et les paramètres de coupe.

Une approche proactive de la gestion de l'usure des outils, comme la sélection des bons outils de coupe, l'utilisation des paramètres de coupe appropriés et la surveillance des forces de coupe, est le meilleur moyen d'éviter d'éventuels défauts d'usinage.

Chez Prolean, nous donnons la priorité absolue à la surveillance de l'usure des outils et des éventuels défauts. Nos ingénieurs et opérateurs expérimentés collaborent étroitement avec l'équipe de contrôle de la qualité pour éliminer le risque d'éventuels défauts d'usinage dans le projet d'usinage CNC.

Les Questions

Quels sont les défauts d'usinage courants ?

L'usure des outils peut avoir un impact sur la qualité de la finition de surface, la cohérence dimensionnelle et la qualité globale des pièces. C'est la principale cause de rugosité, de fissures, de marques d'outils, d'erreurs dimensionnelles et de bris d'outils.

Quel est l'impact de l'usure des outils sur les défauts d'usinage CNC ?

L'usure de l'outil réduit la netteté de l'arête de coupe, augmente les efforts de coupe et modifie la géométrie de l'outil. En conséquence, une augmentation de la friction, de la chaleur et du risque de bris d'outil.

Quelles sont les conséquences ultimes d'une usure excessive des outils dans l'usinage CNC ?

Une usure excessive des outils dans l'usinage CNC peut entraîner une défaillance prématurée, des temps de production plus longs, des coûts de production élevés et des changements d'outils fréquents.

Références

1. S, SP (2010). Prédiction de l'usure de l'outil à partir des paramètres d'usinage par la méthodologie de surface de réponse en fraisage en bout. Journal international des sciences et technologies de l'ingénierie.
2. (2022). Effet de l'usure de l'outil sur la rugosité de surface lors de l'usinage de AA7075/10 wt. % composite SiC. Composites Partie C : Libre accès, 8, 100254. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2022.100254