Stratégies éprouvées pour minimiser l'accumulation de chaleur et prolonger la durée de vie des outils de coupe

Toute application d'outil de coupe générera de la chaleur, mais savoir comment la contrer améliorera la durée de vie de votre outil. La chaleur peut être bonne et n'a pas besoin d'être totalement évitée, mais contrôler la chaleur aidera à prolonger la durée de vie de votre outil. Parfois, un outil ou une pièce qui surchauffe est facile à repérer en raison de la fumée ou de la déformation. D'autres fois, les signes ne sont pas aussi évidents. Prendre toutes les précautions possibles pour rediriger la chaleur prolongera la durée de vie utilisable de votre outil, évitera les pièces rebutées, et entraînera des économies de coûts significatives.

Réduire la génération de chaleur avec les trajectoires d'outils HEM

Le fraisage à haute efficacité (HEM) est une façon qu'un machiniste devrait explorer pour gérer la génération de chaleur pendant l'usinage. Le HEM est une technique d'ébauche qui utilise la théorie de l'amincissement des copeaux en appliquant une profondeur de coupe radiale (RDOC) plus petite et une profondeur de coupe axiale (ADOC) plus grande. Le HEM utilise RDOC et ADOC similaires aux opérations de finition mais augmente les vitesses et avances, résultant en des taux d'enlèvement de matière (MRR) plus élevés. Cette technique est généralement utilisée pour enlever de grandes quantités de matière dans les applications d'ébauche et de poches. Le HEM utilise la longueur de coupe complète et utilise plus efficacement le plein potentiel de l'outil, optimisant la durée de vie de l'outil et la productivité. Vous devrez faire plus de passes radiales sur votre pièce, mais l'utilisation du HEM répartira uniformément la chaleur sur tout le tranchant de votre outil, au lieu d'accumuler de la chaleur le long d'une petite portion, réduisant la possibilité de défaillance et de rupture d'outil.

Conscience de l'amincissement des copeaux

L'amincissement des copeaux se produit lorsque les trajectoires d'outils incluent des profondeurs de coupe radiales variables, et se rapporte à l'épaisseur du copeau et à l'avance par dent. Le HEM est basé sur le principe de l'amincissement des copeaux. Cependant, s'il n'est pas correctement exécuté, l'amincissement des copeaux peut causer beaucoup de génération de chaleur. Lors de l'exécution du HEM, vous réduisez efficacement votre dépassement et augmentez vos vitesses et avances pour faire tourner votre machine à des taux élevés. Mais si votre machine n'est pas capable de tourner à des vitesses et avances assez élevées, ou si vous n'ajustez pas en conséquence à votre dépassement réduit, des problèmes surviendront sous forme de frottement entre le matériau et l'outil. Le frottement crée de la friction et des quantités massives de chaleur qui peuvent causer la déformation de votre matériau et la surchauffe de votre outil. L'amincissement des copeaux peut être bon quand il est utilisé correctement dans le HEM, mais si vous tombez en dessous de la ligne de dépassement réduit sans vitesses et avances plus élevées, vous causerez du frottement et la défaillance de l'outil. À cause de cela, il est toujours important d'être conscient de vos copeaux pendant l'usinage.

Envisager le fraisage en montée

Il y a deux façons de couper les matériaux lors du fraisage : le fraisage conventionnel et le fraisage en montée. La différence entre les deux est la relation de la rotation de la fraise à la direction de l'avance. En fraisage en montée, la fraise tourne avec l'avance, par opposition au fraisage conventionnel où la fraise tourne contre l'avance.

Lors du fraisage conventionnel, les copeaux commencent à zéro théorique et augmentent en taille, causant du frottement et potentiellement de l'écrouissage. Pour cette raison, il est généralement recommandé pour les outils avec une ténacité plus élevée ou pour percer à travers des matériaux cémentés.

En fraisage en montée, le copeau commence à la largeur maximale et diminue, causant la chaleur générée à se transférer dans le copeau au lieu de l'outil ou de la pièce. En allant de la largeur maximale à zéro théorique, la chaleur sera transférée au copeau et repoussée loin de la pièce, réduisant la possibilité de dommage à la pièce. Le fraisage en montée produit aussi un plan de cisaillement plus propre ce qui causera moins de frottement d'outil, diminuant la chaleur et améliorant la durée de vie de l'outil. Quand on fraise en montée, les copeaux sont évacués derrière la fraise, réduisant vos chances de recoupage. Le fraisage en montée réduit efficacement la chaleur générée vers l'outil et la pièce en transférant la chaleur dans le copeau, réduisant le frottement et en réduisant vos chances de recouper les copeaux.

Utiliser les méthodes de fluide de coupe appropriées

Si utilisé correctement, le fluide de coupe peut être un moyen extrêmement efficace de garder votre outil loin de la génération excessive de chaleur. Il y a de nombreux types différents de fluide de coupe et différentes façons dont le fluide de coupe peut être livré à votre outil. Le fluide de coupe peut être de l'air comprimé, à base d'eau, d'huile pure, d'huile soluble, synthétique ou semi-synthétique. Il peut être livré sous forme de brouillard, inondation, haute pression ou lubrification à quantité minimale.

Différentes applications et outils nécessitent différents types et livraison de fluide de coupe, car l'utilisation du mauvais type ou livraison pourrait mener à des dommages de pièce ou d'outil. Par exemple, l'utilisation de fluide de coupe à haute pression avec un outillage miniature pourrait mener à la rupture de l'outil. Dans les matériaux où l'évacuation des copeaux est un point de douleur majeur comme l'aluminium, le fluide de coupe est souvent utilisé pour chasser les copeaux loin de la pièce, plutôt que pour la modération de la chaleur. Lors de la coupe de matériau qui produit des copeaux longs et filandreux sans fluide de coupe, vous courez le risque de créer une arête rapportée à partir des copeaux s'évacuant mal. L'utilisation de fluide de coupe permettra à ces copeaux de glisser hors de votre trajectoire d'outil facilement, évitant la chance de recoupage et causant la défaillance de l'outil. Dans des matériaux comme le titane qui ne transfèrent pas bien la chaleur, l'utilisation appropriée du fluide de coupe peut empêcher le matériau de surchauffer. Avec certains matériaux, cependant, le choc thermique devient un problème. C'est quand le fluide de coupe est livré à un matériau très chaud et diminue sa température rapidement, impactant les propriétés du matériau. Le fluide de coupe peut être cher et gaspilleur si pas nécessaire pour l'application, donc il est important de toujours s'assurer que vous connaissez les bonnes façons d'utiliser le fluide de coupe avant de commencer un job.

Importance du contrôle de la génération de chaleur

La chaleur peut être le pire cauchemar d'un outil si vous ne savez pas comment la contrôler. Le fraisage à haute efficacité distribuera la chaleur à travers tout l'outil au lieu d'une petite portion, le rendant moins probable que votre outil surchauffe et échoue. En gardant la RDOC constante tout au long de votre trajectoire d'outil, vous diminuerez les chances de frottement, une cause commune de génération de chaleur. Le fraisage en montée est la façon la plus efficace de transférer la chaleur dans le copeau, car il réduira le frottement et diminuera la chance de recoupage. Cela prolongera efficacement la durée de vie de l'outil. Le fluide de coupe est une autre méthode pour maintenir les températures modérées, mais devrait être utilisé avec prudence car le type de livraison de fluide de coupe et certaines propriétés matérielles peuvent impacter son efficacité.