Différence entre l'angle de coupe et l'angle de dégagement de l'outil de coupe

Une opération d'usinage ou de coupe de métal conventionnelle est effectuée pour éliminer progressivement la couche de matériau en excès de la pièce à usiner afin de lui conférer la forme, la dimension et la finition souhaitées. L'enlèvement de matière est réalisé à l'aide d'un petit appareil appelé cutter ou outil de coupe. Pendant l'usinage, la fraise ainsi que la pièce à usiner sont montées de manière rigide sur la machine-outil à l'aide de divers agencements. La vitesse relative entre la fraise et la pièce est également nécessaire pour cisailler en continu le matériau et la même chose est conférée au moyen de la vitesse de coupe, de l'avance et de la profondeur de coupe. Cutter comprime en fait une fine couche de matériau et l'enlève progressivement sous forme de copeaux. Une géométrie appropriée, y compris des arêtes de coupe tranchantes et un matériau compatible, est également indispensable pour un retrait ininterrompu et efficace du matériau.

La géométrie d'une fraise indique l'inclinaison ou l'orientation de diverses surfaces de pointe d'outil. L'outil de coupe se compose de trois surfaces de pointe d'outil :surface de coupe, surface de flanc primaire et surface de flanc auxiliaire. Divers angles sont utilisés pour indiquer l'inclinaison de ces surfaces dans différentes directions. Il existe également plusieurs normes nationales et internationales qui définissent clairement les différentes caractéristiques d'un cutter, y compris les différents angles. Ces informations sont recueillies d'une manière particulière pour être présentées sous la forme d'une signature d'outil. Plusieurs plans sont également utilisés pour faciliter la mesure sans ambiguïté de ces angles. En général, l'inclinaison de la surface de coupe est indiquée par l'angle de coupe; tandis que l'inclinaison de la surface du flanc est indiquée par l'angle de dégagement.

Par définition, angle de coupe est l'angle d'orientation de la surface de coupe de la fraise par rapport au plan de référence et mesuré sur un autre plan. Il peut avoir une valeur positive, négative ou même nulle; cependant, varie généralement entre +15° et –15°. C'est un angle crucial qui détermine la résistance de la pointe de l'outil, la force de coupe, la consommation d'énergie, la déformation par cisaillement et également l'usinabilité. D'autre part, l'angle de dégagement est l'angle d'inclinaison de la surface du flanc de la fraise à partir du vecteur vitesse et mesuré sur un autre plan. Elle doit avoir une valeur positive et se situe généralement entre +3° et +15°. Les différentes différences entre l'angle de coupe et l'angle de dégagement de l'outil de coupe sont présentées ci-dessous sous forme de tableau.

Table :Différences entre l'angle de coupe et l'angle de dégagement

Objectif de base : L'angle de coupe affiche l'inclinaison de la surface de coupe de l'outil de coupe par rapport au plan de référence. Étant donné que la surface de coupe est la surface d'écoulement des copeaux, l'angle de coupe indique également la direction d'écoulement des copeaux. D'autre part, l'angle de dégagement affiche l'inclinaison de la surface du flanc de l'outil de coupe à partir du vecteur de vitesse de coupe. Cet angle n'a pas d'influence directe sur le flux de copeaux. Cependant, l'angle peut être mesuré sur différents plans (directions) pour obtenir des idées claires sur l'inclinaison des surfaces correspondantes.

Valeur de ces angles : Une fraise peut avoir un angle de coupe positif, négatif ou nul, chacun a une signification et des avantages particuliers sur les performances d'usinage. Par exemple, un râteau positif offre une arête de coupe tranchante et ainsi le cisaillement se produira en douceur nécessitant un minimum d'effort. Alternativement, un râteau négatif offre une pointe d'outil plus solide et donc l'outil peut résister à une force de coupe plus élevée. Cependant, l'angle de dégagement de la fraise ne peut pas être négatif ou même nul car, dans de tels scénarios, la surface du flanc de l'outil frottera avec la surface finie du produit. Généralement, l'angle de coupe varie entre +15 ° et -15 ° et l'angle de dégagement varie entre +3 ° et +15 °.

Rôle sur la déviation de la puce, la qualité et la précision du produit : L'angle de coupe influence directement la direction d'écoulement des copeaux et la déformation par cisaillement des copeaux. Un râteau négatif augmentera la déformation par cisaillement et donc l'épaisseur des copeaux augmentera. Le coefficient de réduction des copeaux, abrégé en CRC, sera également plus élevé avec un râteau négatif. Cependant, il a un rôle insignifiant sur la qualité et la précision dimensionnelle du composant usiné. L'angle de dégagement joue un rôle crucial dans ces facteurs. Un angle de dégagement inférieur peut gravement nuire à la qualité de la surface en raison du frottement extrême entre la surface finie du travail et la surface du flanc de la fraise.

Mécanique de l'usinage et rôle de l'angle de coupe : L'angle de coupe influence directement ou indirectement un grand nombre de facteurs, notamment la contrainte de cisaillement, la force de coupe, le couple ou la poussée d'usinage, la consommation d'énergie, le type et la couleur des copeaux, etc. En fait, c'est un paramètre important dans toute la mécanique de l'usinage. L'angle de dégagement joue un rôle insignifiant dans une telle analyse.

Bord construit (BUE) et son effet : Lors de l'usinage de matériaux ductiles avec un contact copeaux-outil plus long, un embryon de matériau de travail ou de copeaux peut adhérer à la pointe de l'outil à l'emplacement le plus favorable et grossir ensuite jusqu'à ce qu'il devienne plus gros et emporte les copeaux qui coulent. Une telle présence indésirable de matériau sur la pointe de l'outil modifie l'angle de coupe en un angle fortement négatif. En conséquence, la déformation par cisaillement et la force de coupe peuvent augmenter, ce qui est généralement indésirable. Cependant, l'angle de dégagement reste inchangé par BUE.

Une comparaison scientifique entre l'angle de coupe et l'angle de dégagement est présentée dans cet article. L'auteur vous suggère également de parcourir les références suivantes pour une meilleure compréhension du sujet.

• Usinage et machines-outils par A. B. Chattopadhyay (1 ^er édition, Wiley).
• Qu'est-ce que l'angle de coupe dans l'outil de coupe ? Noms, effets, fonctions et valeurs par minaprem.com.
• Source de l'image :www.minaprem.com.