10 conseils essentiels pour utiliser un outil de rainurage

Qu'est-ce qu'un outil de rainurage

UN outil de rainurage, également connu sous le nom de fraise à rainurer ou plaquette de rainurage, est un outil de coupe utilisé dans les opérations d'usinage pour créer des rainures ou des canaux dans une pièce. Ces rainures peuvent servir à diverses fins selon l'application et le secteur d'activité. Voici un aperçu des outils de rainurage et de leurs utilisations courantes :

10 considérations clés pour l’utilisation d’un outil de rainurage.

Comprendre le type de groove

Il est essentiel de comprendre les trois principaux types d'outils de rainurage, à savoir : la rainure extérieure, la rainure du trou intérieur et la rainure de la face d'extrémité.

Les rainures extérieures sont les plus simples à usiner, car la force de gravité et l'utilisation d'un liquide de refroidissement peuvent faciliter l'élimination des copeaux. L'opérateur peut observer directement l'usinage des rainures extérieures, ce qui facilite relativement le contrôle de la qualité du processus d'usinage. Cependant, il est essentiel d'éviter d'éventuels problèmes de conception ou de serrage de la pièce. Pour obtenir des résultats de coupe optimaux, il est préférable de maintenir la pointe de l'outil de rainurage légèrement en dessous de la ligne centrale.

Le rainurage des trous internes ressemble au rainurage des diamètres externes, à ceci près que l'application du liquide de refroidissement et l'élimination des copeaux peuvent être plus difficiles. Les meilleurs résultats peuvent être obtenus lorsque la position de la pointe est légèrement au-dessus de la ligne centrale pour le rainurage interne.

Pour le rainurage des faces frontales, l'outil doit pouvoir se déplacer dans la direction axiale et le rayon du flanc de l'outil doit correspondre au rayon de la surface usinée. La position du tranchant de l'outil de rainurage doit être légèrement au-dessus de la ligne centrale.

Machines-outils de traitement et applications

Dans le processus de rainurageLe type de conception et les spécifications techniques de l'outil de rainurage sont également des facteurs critiques à prendre en compte. Certaines des principales exigences de performance des machines-outils comprennent :

Disposer d’une puissance suffisante pour garantir que l’outil fonctionne dans la plage de vitesse appropriée sans caler ni vibrer ;

Ayant une rigidité élevée pour effectuer la coupe requise sans bavardage ;

Avoir une pression et un débit de liquide de refroidissement suffisamment élevés pour faciliter l’élimination des copeaux ;

Avoir un niveau de précision élevé.

De plus, pour produire la forme et la taille de rainure souhaitées, il est essentiel de régler et de calibrer correctement la machine-outil.

Comprendre les caractéristiques matérielles de la pièce

Il est essentiel de connaître les propriétés du matériau de la pièce, telles que sa résistance à la traction, ses caractéristiques d'écrouissage et sa ténacité, pour comprendre l'impact de la pièce sur l'outil. Lors de l'usinage de différents matériaux de pièce, différentes combinaisons de vitesse de coupe, d'avance et de caractéristiques de l'outil sont nécessaires. Différents matériaux de pièce peuvent également nécessiter des géométries d'outils spécifiques pour gérer l'écaillage ou nécessiter l'utilisation de revêtements spécifiques pour améliorer la longévité de l'outil.

Choisissez le bon outil de rainurage

La sélection et l'utilisation appropriées des outils de rainurage détermineront la rentabilité de l'usinage.

L'outil de rainurage peut usiner la géométrie de la pièce de deux manières :

La première consiste à traiter toute la forme de la rainure en effectuant une seule coupe ;

La deuxième consiste à ébaucher la taille finale de la rainure en coupant en plusieurs étapes.

Une fois la géométrie de l’outil choisie, il peut être avantageux d’envisager un revêtement d’outil qui améliore les performances d’élimination des copeaux.

Outils de formulaire

Lors d'usinages en grandes quantités, il peut être avantageux d'envisager l'utilisation d'outils de formage.

L'outil de formage peut couper la totalité ou la plupart des formes de rainures en une seule opération, libérant ainsi la position de l'outil et réduisant le temps du cycle de traitement.

L’inconvénient des outils de formage sans lame est que si l’une des dents se casse ou s’use plus rapidement que les autres dents, l’outil entier doit être remplacé.

Il est important de contrôler les copeaux générés par l'outil et la puissance de la machine nécessaire à la découpe par formage. Ceci doit être pris en considération.

Choisissez l'outil multifonction à point unique

L'utilisation d'outils multifonctionnels permet de générer des parcours d'outils dans les directions axiale et radiale.

Avec ce type d'outil, non seulement la rainure peut être usinée, mais le diamètre peut également être tourné, le rayon et l'angle peuvent être interpolés et un tournage multidirectionnel peut être effectué.

Une fois que la lame commence à couper, elle se déplace axialement d’une extrémité à l’autre de la pièce tout en maintenant le contact avec la pièce.

En utilisant un outil multifonctionnel, vous pouvez consacrer plus de temps à la découpe de la pièce au lieu de changer d'outil ou d'effectuer des mouvements à vide.

Les outils multifonctionnels contribuent également à rationaliser le processus d’usinage de l’ensemble de la pièce.

Utilisez la séquence de traitement correcte

La planification rationnelle de la séquence d'usinage optimale implique la prise en compte de plusieurs facteurs, tels que la variation de la résistance de la pièce avant et après l'usinage de la rainure, car la résistance de la pièce diminue après l'usinage de la rainure en premier.

Cela peut amener l'opérateur à utiliser une vitesse d'avance et de coupe inférieure à la vitesse optimale pour éviter les vibrations. Cependant, la réduction des paramètres de coupe peut entraîner des temps d'usinage plus longs, une durée de vie de l'outil plus courte et des performances de coupe instables.

Un autre facteur à prendre en compte est de savoir si le processus ultérieur poussera les bavures dans les rainures précédemment usinées.

En règle générale, il est conseillé de commencer par le point le plus éloigné du porte-outil une fois le tournage du diamètre extérieur (OD) et du diamètre intérieur (ID) terminé, puis d'usiner les rainures et autres éléments structurels.

Le rôle du taux d'alimentation et de la vitesse de coupe

La vitesse d'avance et la vitesse de coupe sont des facteurs cruciaux dans l'usinage de rainures. Des vitesses d'avance et de coupe inappropriées peuvent entraîner des vibrations, une réduction de la durée de vie de l'outil et des temps de cycle d'usinage prolongés.

Plusieurs facteurs, notamment le matériau de la pièce, la géométrie de l’outil, le type et la concentration du liquide de refroidissement, le revêtement de la plaquette et les performances de la machine, peuvent avoir un impact sur l’avance et la vitesse de coupe.

Pour résoudre les problèmes causés par des vitesses d’avance et de coupe incorrectes, un usinage secondaire est souvent nécessaire.

Bien qu'il existe une multitude d'informations disponibles sur les vitesses d'avance et de coupe « optimales » pour divers outils, les informations les plus pertinentes et les plus pratiques sont généralement fournies par le fabricant de l'outil.

Sélection du revêtement de la lame

Le revêtement d’une lame en carbure peut améliorer considérablement sa durée de vie.

En fournissant une couche lubrifiante entre l’outil et la puce, le revêtement réduit également le temps d’usinage et améliore la finition de surface de la pièce.

Parmi les revêtements les plus couramment utilisés aujourd'hui figurent TiAlN, TiN et TiCN. Pour des performances optimales, il est essentiel d'adapter le revêtement au matériau usiné.

Fluide de coupe

Une application correcte du liquide de coupe implique de fournir suffisamment de liquide au point de coupe où l'insert rainuré entre en contact avec la pièce.

Le liquide de coupe remplit deux fonctions : refroidir la zone de coupe et faciliter l'élimination des copeaux.

L'augmentation de la pression du fluide de coupe au point de coupe est très efficace pour améliorer l'évacuation des copeaux lors de l'usinage de rainures de diamètre interne d'alésage borgne.

Pour le rainurage de matériaux difficiles tels que ceux à haute ténacité ou viscosité, le refroidissement haute pression offre des avantages significatifs.

La concentration de liquide de refroidissement à base d’huile soluble dans l’eau est également cruciale pour le creusement de tranchées dans des matériaux difficiles.

Bien que la plage de concentration typique du liquide de refroidissement se situe entre 3% et 5%, vous pouvez également tester l'augmentation de la concentration (jusqu'à 30%) pour améliorer la lubrification du liquide de refroidissement et fournir une couche protectrice pour la pointe de la lame.