Maximiser la durée de vie des outils et booster la productivité : 5 stratégies éprouvées

Quel est le secret pour optimiser le débit et prolonger la durée de vie des outils ? Nous le résumons aux principales méthodes qui offrent le meilleur rapport qualité-prix pour la fabrication de pièces.

La durée de vie des outils : concentrez-vous sur les vitesses et avances

Parmi les trois paramètres de coupe — avance, vitesse et profondeur de passe — la vitesse de coupe est de loin la plus importante. Elle se mesure en mètres par minute (ou pieds par minute pour les ateliers utilisant le système impérial), et vous pouvez la considérer comme le taux auquel l'outil et la pièce se déplacent l'un par rapport à l'autre.

Commencez toujours toute opération d'usinage en déterminant la vitesse de coupe optimale en fonction du matériau usiné et du grade de carbure et du revêtement utilisés — des vitesses de coupe plus élevées génèrent plus de chaleur et donc une usure de flank accrue, mais une vitesse plus élevée peut aider à réduire le bord rapporté (BUE), la cause principale de défaillance dans les alliages à base de nickel.

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Tenez compte de l'usure de flank dans votre formule de taux d'avance

Aux États-Unis, les opérateurs de tours mesurent les avances en pouces par tour (IPR), tandis que les fraiseurs utilisent les pouces par minute (IPM), déterminés par l'épaisseur de copeau par dent multipliée par le nombre de dents.

Dans les deux cas, une avance plus rapide produit plus de chaleur et une usure de flank accrue, mais elle produit aussi plus de pièces en moins de temps.

L'usure de flank est le meilleur type d'usure à avoir, il est donc judicieux d'avancer au haut de la plage recommandée par le fabricant d'outils de coupe. Cela suppose bien sûr que votre machine-outil est suffisamment robuste pour le supporter et que vous avez une prise ferme sur la pièce.

Optimisez votre profondeur de passe

Déterminer la profondeur de passe (DOC) optimale en tournage est principalement une question de savoir combien de matière vous pouvez enlever par passe sans arracher la pièce du mandrin, bien que la DOC ne devrait jamais dépasser la moitié du cercle inscrit (IC) de la plaquette.

Sur les centres d'usinage, les valeurs de DOC sont radiales et axiales. La radiale mesure la largeur de la coupe. L'axiale mesure la profondeur dans la pièce.

Les stratégies de fraisage trochoïdal et autres stratégies modernes reposent généralement sur une DOC radiale légère et un engagement axial maximal que l'outil, le porte-outil et la machine peuvent supporter.

La DOC a le moins d'effet sur la durée de vie de l'outil, même si une DOC légère signifie que plus de passes seront nécessaires pour terminer l'ébauche, ce qui pourrait signifier une plus grande consommation de plaquettes.

Un mot de prudence : une DOC trop agressive peut entraîner des vibrations, des outils cassés ou des pièces projetées dans l'atelier.

Profitez des grades d'outils précis

Il est facile de plaider contre le « trop d'inserts » dans le magasin d'outils. Un stock excessif peut s'accumuler, donc plus de styles, grades, revêtements et marques d'inserts que nécessaire pour répondre aux besoins d'usinage de l'atelier peut causer un gaspillage involontaire.

Il y a cependant un autre côté à la médaille : les fabricants d'outils de coupe font de grands efforts pour optimiser leurs produits pour des classes de matériaux spécifiques, voire des matériaux spécifiques, afin de maximiser les performances.

Les outils de coupe à usage général conviennent pour l'usinage général, mais pour la fabrication de pièces en grande série avec des matériaux difficiles tels que les composites comme les CFRP, le titane et autres, il vaut la peine d'affiner votre sélection d'inserts.

Utilisez une programmation appropriée

La combinaison parfaite d'avance, de vitesse et de DOC est inutile si les trajectoires d'outil sont incorrectes. C'est pourquoi les machinistes devraient évaluer toutes les techniques disponibles dans la boîte à outils d'un programmeur.

Il y a par exemple les trajectoires trochoïdales, qui exploitent l'effet d'amincissement du copeau pour améliorer pratiquement tous les aspects de l'usinage.

Le tranchage peut être utilisé pour « nettoyer les coins » dans les pièces fraisées. L'entrée et la sortie en arc sont efficaces sur les fraiseuses et tours CNC. Il en va de même pour le pré-chanfreinage des pièces pour réduire le choc de la fraise à l'entrée.

Le fraisage par plongée est une méthode alternative mais efficace pour ébaucher des poches profondes. Et les stratégies de fraisage à haute avance dirigent les forces de coupe vers le cône de la broche, ce qui est utile face à des porte-à-faux d'outil longs.

Il y a plus : les outils de coupe à angle d'attaque positif font des merveilles pour augmenter la productivité, mais assurez-vous d'augmenter les avances pour compenser le copeau plus fin, sinon le frottement se produira. Restez solide et minimisez le faux-rond avec des mandrins de fraisage de haute qualité, à retrait thermique et hydrauliques.

Utilisez le serrage hydraulique partout où c'est possible. Et en ce qui concerne les avances et vitesses, commencez toujours par les directives publiées par le fournisseur d'outils de coupe. Il y a de fortes chances qu'elles soient plus élevées que prévu (et non, ce n'est pas pour qu'ils puissent vendre plus d'inserts).

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