Guide complet des outils de coupe :types, applications et téléchargement PDF

Dans cet article, vous découvrirez qu'est-ce qu'un outil de coupe ?  Ses matériaux, classification,  et types d'outils de coupe  tout est expliqué avec des images.

Vous pouvez également télécharger le fichier PDF  à la fin de cet article.

Qu'est-ce qu'un outil de coupe ?

Les outils de coupe sont des outils en forme de coin et à arêtes vives utilisés lors de l'usinage pour couper des couches supplémentaires de matériau à partir d'une pièce afin d'obtenir la forme, la taille et la précision souhaitées. Il dispose d'une connexion sécurisée à la machine-outil.

L'outil doit être capable de supporter la chaleur et la force produites pendant le processus d'usinage, et le matériau de l'outil de coupe doit être plus dur que le matériau à couper (pièce).

De plus, les outils doivent avoir une géométrie spécifique avec des angles de dépouille afin que seul le tranchant de l’outil touche la surface de la pièce. La largeur, le nombre et la forme des cannelures ou des dents, ainsi que les angles de la face coupante, sont tous des facteurs importants des outils de coupe.

Toutes ces variables, ainsi que la vitesse et l'avance auxquelles la machine fonctionne, doivent être optimisées pour une durée de vie plus longue. Les outils de coupe à point unique et les outils de coupe multipoints peuvent tous deux être utilisés pour la coupe.

Passons aux sections suivantes pour en savoir plus sur les types d'outils de coupe.

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Un outil de coupe peut avoir une ou plusieurs arêtes de coupe qui participent à une coupe simultanée en un seul passage. La méthode la plus populaire de classification d'un outil de coupe est basée sur le nombre d'arêtes de coupe principales activement engagées dans le processus de coupe à un moment donné.

Basé sur les noms courants des outils de coupe

Sur cette base, l'outil de coupe peut être divisé en trois catégories répertoriées ci-dessous.

Outil de coupe à pointe unique n°1

Un outil de coupe à pointe unique n’a qu’un seul tranchant principal capable d’enlever de la matière en un seul mouvement. Dans les processus de tournage, de façonnage, de planification et autres processus associés, un outil de coupe à point unique est utilisé.

L'acier à haute teneur en carbone, l'acier rapide, la céramique et le diamant font partie des matériaux durs utilisés pour fabriquer ces outils de coupe. Étant donné qu'un seul tranchant fait tout le travail, les matériaux peuvent ne pas être enlevés rapidement avec un outil de coupe à pointe unique, et le tranchant peut même se briser.

Vous devez cesser d’utiliser l’outil et le remplacer entièrement si un tranchant se brise pendant que vous l’utilisez. Un alésoir à lame unique est un exemple d'outil à pointe unique avec un seul tranchant.

Avantages de l'outil de coupe à pointe unique

1. Les outils de coupe à pointe unique sont relativement faciles à concevoir et à fabriquer, et prennent moins de temps.
2. Ces outils sont considérablement moins chers.

Inconvénients de l'outil de coupe à pointe unique

1. Pendant l'usinage, un seul tranchant maintient un contact physique constant avec le matériau à travailler. En conséquence, la durée de vie de l'outil est courte en raison du taux d'usure élevé de l'outil.
2. Le taux d'augmentation de la température de l'outil est élevé en raison du contact constant. Cela a pour double effet d'accélérer l'usure de l'outil et de chauffer la surface usinée.

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Outil de coupe à double pointe n°2

Image :minaprem.com

Un outil de coupe à double pointe possède deux arêtes coupantes qui peuvent couper et cisailler simultanément en un seul mouvement. Les outils de coupe à pointe unique contiennent une arête de coupe principale, tandis que les outils de coupe multipoints contiennent plus de deux arêtes de coupe pour effectuer une action d'usinage en un seul passage.

Dans certains cas, les deux seules catégories dans lesquelles les couteaux peuvent être divisés sont les couteaux doubles et multipoints. De plus, une arête de coupe est créée en croisant une surface de coupe et une surface de flanc. Par conséquent, les outils de coupe à double pointe ont deux surfaces de flanc et deux surfaces de coupe.

Le seul exemple d’outil de coupe à double pointe est une perceuse. Les forets peuvent avoir plus de deux cannelures, mais le foret typique pour couper le métal n'a que deux cannelures. Les arêtes de coupe modifiées des forets peuvent également avoir plus d'arêtes de coupe, ce qui les classerait comme fraises multipoints.

Avantages de l'outil de coupe à double pointe

1. Lors des opérations d'usinage, il absorbe les chocs comme les vibrations.
2. Il est capable de produire un élément de coupe fixe.
3. Contrairement aux outils de coupe à pointe unique, celui-ci possède deux arêtes de coupe travaillant simultanément.

Inconvénients de l'outil de coupe à double pointe

1. Les bords de cet outil pourraient être modifiés.
2. Un problème de précision des outils peut survenir.

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Outil de coupe multipoint n° 3

Image :attachmentsweb.com

Un outil de coupe à plusieurs pointes possède plus de deux arêtes de coupe qui coupent simultanément lors d'une passe. Les outils de coupe comportant plus d'un tranchant sont parfois considérés comme des outils de coupe multipoints (au lieu de couteaux à double pointe).

Dans une fraise multipointe, le nombre d'arêtes coupantes peut aller de trois à plusieurs centaines. Comme les arêtes de coupe apparaissent à l'intersection des surfaces de coupe et de flanc, des surfaces de coupe et de flanc sont également nécessaires pour chaque arête de coupe.

Un exemple populaire de cette catégorie est celui des fraises. Les autres fraises sont généralement multipoints, à l'exception de la fraise à mouche (une fraise à pointe unique). Par exemple, une petite fraise peut avoir trois arêtes de coupe, tandis qu'une grande fraise robuste peut en avoir jusqu'à quarante.

Avantages de l'outil de coupe multipoint

1. La charge de copeaux par dent est faible.
2. Ces types d'outils de coupe facilitent une vitesse, une avance et une profondeur de coupe plus élevées.
3. Les outils multipoints ont un taux d'enlèvement de matière et une productivité élevés.

Inconvénients de l'outil de coupe multipoints

1. Ces outils sont fabriqués selon des processus de conception et de fabrication complexes.
2. Les outils de coupe multipoints sont plus chers que les autres types.
3. Coupe intrinsèquement intermittente.

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Basé sur le mouvement de l'outil

Sur cette base, l'outil de coupe peut être divisé en trois catégories répertoriées ci-dessous.

#1 Mouvement de translation

Un mouvement de translation se produit lorsqu'un corps se déplace de telle manière que toutes ses particules se déplacent en parallèle. Ces outils peuvent être trouvés dans les tours.

#2 Mouvement alternatif

Le mouvement alternatif est la répétition d’un mouvement linéaire vers le haut et vers le bas ou vers l’avant et vers l’arrière. Ces outils peuvent être trouvés dans les machines à façonner.

#3 Mouvement rotatif

Le mouvement de rotation se produit lorsqu'un corps tourne autour d'un axe fixe. Ces outils peuvent être trouvés dans les fraiseuses et les perceuses.

Basé sur les noms courants des outils de coupe

Sur cette base, l'outil de coupe peut être divisé dans les catégories suivantes répertoriées ci-dessous.

Foret n°1

Une perceuse est un type d'outil de coupe utilisé pour créer des trous circulaires ou pour enfoncer des fixations. Il est équipé d'un embout, soit un mandrin de vissage, soit un foret. En raison de leur plus grande efficacité et de leur plus grande facilité d'utilisation, les types sans fil alimentés par batterie remplacent rapidement les modèles manuels en termes de popularité.

Ces outils de coupe sont fixés sur des machines de perçage, de fraisage ou de tour car ils effectuent des opérations de perçage. Différents types de forets sont utilisés dans le travail du bois, le travail des métaux, la construction, la fabrication de machines-outils et les projets utilitaires.

Fraise n°2

Dans les fraiseuses ou les centres d'usinage, les fraises sont des outils de coupe utilisés pour effectuer des opérations de fraisage (et occasionnellement dans d'autres machines). En se déplaçant à l'intérieur de la machine (comme dans une fraise à boule) ou en retirant de la matière directement de la forme de la fraise (comme dans une fraise à tailler), ces outils enlèvent de la matière.

#3 Coupe-Mouche

Les coupe-mouches sont des outils rotatifs utilisés pour le surfaçage plan et dotés d'un ou plusieurs outils à point unique. Le coupe-mouche est un outil de coupe à un seul point monté dans un support spécial qui ressemble à un outil de tour.

Pour usiner des surfaces grandes et planes, les fraises à mouche sont généralement utilisées sur une fraiseuse. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des arbres supplémentaires lors de l'utilisation de fraises à mouche dans des fraiseuses manuelles et des centres d'usinage.

#4 Façonneur

Les outils de coupe dans les façonneuses sont des outils à point unique avec des jeux, des râteaux et d'autres angles similaires à ceux des tours. Les outils de façonnage sont nettement plus rigides et lourds pour résister aux chocs que subit l'outil de coupe au début de chaque course de coupe.

Pour la fonte et l'acier, l'angle de dépouille latéral dans un outil de façonnage n'est que de 2 et 40, respectivement. Le matériau le plus courant pour un outil de façonnage est l'acier rapide, mais des matériaux plus durs peuvent également être usinés à l'aide d'outils à pointe en carbure cémenté résistant aux chocs. Cet outil est utilisé sur une machine de façonnage pour donner à la pièce une forme et une précision précises.

Rabot n°5

Sur une raboteuse, seuls des outils de coupe à un seul point sont utilisés. Ces outils sont similaires en forme et en angles d'outils à ceux que l'on trouve couramment sur les tours ou les machines de façonnage. Cependant, ces outils sont plus lourds et ont des sections plus grandes.

Pour effectuer des coupes lourdes sur des courses de coupe étendues, les outils de rabotage doivent fonctionner avec des avances grossières. Il existe trois types différents d'outils de planification :solide, forgé et forgé. Les mèches sont fabriquées à partir de carbure de cémentite, de stellite ou d'acier rapide.

Barre d'alésage n°6

Les barres d'alésage sont couramment utilisées dans le travail des métaux et du bois. Une technique courante dans la construction est ennuyeuse. Pendant des siècles, les menuisiers ont utilisé l’alésage comme type de perçage. Les outils d'alésage sont utilisés pour réaliser des coupes plongeantes circulaires dans le travail du bois.

L'alésage diffère légèrement dans le travail des métaux car le trou qu'il crée ne doit pas nécessairement être circulaire. Pour créer un trou parfaitement circulaire, l'outil est poussé et tiré de haut en bas (sur l'axe Z) tout en plongeant et en tirant sur les axes X et Y.

Alésoir n°7

Un alésoir est un appareil utilisé pour agrandir ou finir des trous pré-percés, des trous percés ou des trous carottés pour produire une bonne finition et des dimensions précises. Un alésoir est un outil de coupe à plusieurs dents utilisé pour enlever relativement peu de matière.

Les outils alésoirs ont des surfaces de coupe droites, légèrement tordues ou cannelées en spirale et sont rectifiées à un diamètre très précis. Les alésoirs peuvent être divisés en certaines catégories en fonction de leur utilisation, de leur conception et de leur forme. Ces types d'outils de coupe sont utilisés sur la perceuse pour effectuer des opérations d'alésage.

Broche n°8

Un outil de brochage possède une série d’arêtes coupantes distinctes sur toute sa longueur, appelées dents coupantes. En augmentant le pas entre deux dents successives sur la broche, l'alimentation est réalisée. Les broches sont généralement fabriquées en acier rapide (HSS).

Le mouvement linéaire de l’outil vers la pièce détermine la vitesse de coupe de la broche. Les contours des arêtes de coupe de la broche déterminent la forme de la surface coupée (surface usinée). Sur la machine à brocher, cet outil de coupe réalise l'opération de brochage.

#9 Plaque de cuisson

Image :dicttoolsindia.com

Une fraise-mère est un outil de coupe utilisé pour couper des dents dans une pièce. Il possède des dents coupantes hélicoïdales et une forme cylindrique. Pour faciliter la coupe et l'élimination des copeaux, ces dents de coupe hélicoïdales sont dotées de rainures qui s'étendent sur toute la longueur de la table de cuisson.

De plus, il existe des fraises spéciales conçues pour des engrenages uniques comme les pignons et les engrenages cannelés. Ces types d'outils de coupe sont utilisés pour effectuer des opérations de taillage sur la machine à tailler.

Meule n°10

La meule contient des composés abrasifs pour le meulage et l'usinage. Les grains abrasifs confèrent à la meule sa capacité de coupe, aidant ainsi à finir le matériau avec la précision dimensionnelle et la finition de surface requises.

Ces meules sont utilisées dans les rectifieuses. Les meules sont des consommables, même si leur durée de vie peut varier de quelques heures à plusieurs années, selon leur utilisation. Au fur et à mesure que la meule coupe, des grains abrasifs individuels sont périodiquement libérés, généralement parce qu'ils deviennent ternes et sont entraînés par la traînée accrue.

Lisez aussi : 14 types de rectifieuses et leurs utilisations [Guide complet]

Basé sur la forme de l'outil de coupe

Les outils de coupe sont désormais divisés en fonction des formes de la fraise. Examinons de plus près la catégorie basée sur la taille dans laquelle les outils de coupe peuvent être classés :

#1 Solide

Généralement, ce type de fraise est utilisé comme outil de tournage sur un tour pour effectuer l'opération de tournage.

Outil à pointe n°2

Ces couteaux ont été créés en utilisant une variété de matériaux. En d'autres termes, les corps des couteaux sont construits à partir de divers matériaux, tandis que les matériaux utilisés dans leur mécanisme de coupe varient.

Il existe de nombreuses façons d'assembler ces deux composants des outils de coupe, comme le serrage, le soudage, etc. Des exemples d'outils à pointe incluent les outils à pointe en carbure de tungstène.

Outil pointu n°3

Le teo du cutter est fin et tranchant, et les bords se rejoignent tous en une seule ligne. Des exemples de tels outils de coupe incluent des diamants tranchants montés sur des supports et des fraises en carbure dur.

#4 Taille des grains

Selon la taille et la quantité des grains, ce sont des outils coupants classés. Si le grain est fin, cela enlèvera davantage de matière de la pièce. Cependant, plus de matière sera enlevée si la taille des grains est grande. Par exemple, les meules utilisent des outils de coupe de type abrasif.

Outil n°5

Ce cutter ne tourne pas. Cet outil peut être utilisé sur des machines de façonnage ou de planification pour façonner et planifier la pièce en fonction des exigences, entre autres.

Puisqu’il entre dans la catégorie des outils de coupe, il n’y a qu’une seule rainure de coupe principale sur cet outil de coupe particulier. Le cobalt satellite non ferreux coulé, les outils de tour dans les supports de machines, etc., sont quelques exemples typiques de ces types d'outils de coupe.

Basé sur les matériaux utilisés pour les outils de coupe

Sur cette base, les outils de coupe peuvent être divisés dans les catégories suivantes répertoriées ci-dessous.

Acier à haute teneur en carbone n°1

La composition à haute teneur en carbone améliore le fonctionnement de l'outil de coupe dans des paramètres de dureté élevée. Cependant, lorsque la température augmente, la dureté diminue.

Ces outils de coupe peuvent tolérer des températures allant jusqu'à 400∘C sans affecter leur structure ou leur composition.

Acier rapide n°2

Les outils en acier rapide offrent des vitesses de coupe plus rapides. L'outil est composé d'acier allié au cobalt, au tungstène et au chrome.

Ces outils de coupe peuvent fonctionner entre 550 °C et 650 °C car ils sont fabriqués à partir de matériaux solides, durs et résistants à la température. On le trouve souvent dans les lames de scies électriques et les forets.

Outil en céramique n°3

Parce qu’ils peuvent tolérer des températures élevées, les outils en céramique font partie des outils les plus durs utilisés en usinage. La plage de températures de fonctionnement de cet outil est de 1 160 °C à 1 210 °C. On le trouve souvent dans les tours et les fraiseuses.

Carbure cémenté n°4

Cet outil est composé de titane, de tungstène et d'autres métaux. L'outil gagne ainsi en résistance et en dureté.

Il offre une résistance accrue à l’usure et peut supporter des températures plus élevées. L'outil fonctionne à des températures allant de 900∘C à 1000∘C.

#5 Diamant

Les outils de coupe à base de diamant sont actuellement les matériaux les plus résistants disponibles. Cet outil apporte de nombreux avantages en termes de résistance au stress, à l'usure et à la température. Ces outils sont utilisés pour couper des matériaux résilients, solides et durs.

#6 Abrasifs

Les outils de coupe abrasifs enlèvent la matière par meulage et érosion au lieu de couper avec des dents de scie.

Les matériaux abrasifs sont durs et grossiers et ils usent tout ce avec quoi ils entrent en contact. L'outil contient une substance abrasive. Une meule est l'une des formes les plus élémentaires.

Fermer le tout

C'est tout. Merci d'avoir lu. J'espère avoir tout couvert sur les "Types d'outils de coupe".  Il serait utile que vous me fassiez savoir si j'ai manqué quelque chose ou si vous avez des doutes sur tout ce que j'ai écrit.

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