L’usure des outils CNC est l’un des problèmes fondamentaux de la découpe. Comprendre les formes et les causes de l'usure des outils peut nous aider à prolonger la durée de vie des outils et à éviter les anomalies d'usinage lors de l'usinage CNC.
1) Différents mécanismes d’usure des outils
Dans l'usinage des métaux, la chaleur et la friction générées par les copeaux glissant le long de la face de coupe de l'outil à grande vitesse font de l'outil un environnement d'usinage difficile. Le mécanisme d’usure des outils est principalement le suivant :
1) Force mécanique : La pression mécanique sur l’arête de coupe de la plaquette provoque une rupture.
2) Chaleur : Sur le tranchant de la plaquette, les changements de température provoquent des fissures et la chaleur provoque une déformation plastique.
3) Réaction chimique : La réaction chimique entre le carbure cémenté et le matériau de la pièce provoque une usure.
4) Meulage : Dans la fonte, les inclusions de SiC useront l’arête de coupe de la plaquette.
5) Adhérence : Pour les matériaux collants, accumulation/accumulation.
2) Neuf formes d'usure des outils et contre-mesures
1) usure des flancs
L'usure en dépouille est l'un des types d'usure courants qui se produisent sur le flanc de la plaquette (couteau).
Cause : Lors de la coupe, le frottement avec la surface du matériau de la pièce entraîne une perte de matériau de l'outil sur le flanc. L’usure commence généralement à la ligne de bordure et progresse le long de la ligne.
Réponse : Réduire la vitesse de coupe tout en augmentant l'avance prolongera la durée de vie de l'outil au détriment de la productivité.
2) Usure en cratère
Raison : Le contact entre les copeaux et la face de coupe de la plaquette (outil) entraîne une usure en cratère, qui est une réaction chimique.
Contre-mesures : Réduire la vitesse de coupe et sélectionner des plaquettes (outils) avec la géométrie et le revêtement corrects prolongeront la durée de vie de l'outil.
3) Déformation plastique
effondrement de pointe
dépression de pointe
La déformation plastique signifie que la forme du tranchant ne change pas et que le tranchant se déforme vers l'intérieur (dépression du tranchant) ou vers le bas (le tranchant s'effondre).
Cause : L'arête de coupe est soumise à des contraintes liées à des forces de coupe élevées et à des températures élevées, dépassant la limite d'élasticité et la température du matériau de l'outil.
Contre-mesures : L'utilisation de matériaux ayant une dureté thermique plus élevée peut résoudre le problème de la déformation plastique. Le revêtement améliore la résistance de l'insert (couteau) à la déformation plastique.
4) Le revêtement se décolle
L’écaillage du revêtement se produit généralement lors du traitement de matériaux dotés de propriétés de liaison.
Raison : Les charges adhésives se développent progressivement et le tranchant est soumis à des contraintes de traction. Cela provoque le détachement du revêtement, exposant la couche ou le substrat sous-jacent.
Contre-mesures : L'augmentation de la vitesse de coupe et la sélection d'une plaquette avec un revêtement plus fin réduiront l'écaillage du revêtement de l'outil.
5) Fissure
Les fissures sont des ouvertures étroites qui se rompent pour former de nouvelles surfaces limites. Certaines fissures se trouvent dans le revêtement et d'autres se propagent jusqu'au substrat. Les fissures en peigne sont à peu près perpendiculaires à la ligne de bord et sont généralement des fissures thermiques.
Cause : Des fissures dans les peignes se forment en raison des variations de température.
Contre-mesures : Afin d'éviter cette situation, un matériau de lame à haute ténacité peut être utilisé et le liquide de refroidissement doit être utilisé en grande quantité ou non.
6) Écaillage
L'écaillage consiste en des dommages mineurs à la ligne de bord. La différence entre l'écaillage et le bris réside dans le fait que la lame peut toujours être utilisée après l'écaillage.
Cause : Il existe de nombreuses combinaisons d’états d’usure pouvant entraîner un écaillage des bords. Cependant, les plus courants sont les thermomécaniques et les adhésifs.
Contre-mesures : Différentes mesures préventives peuvent être prises pour minimiser l'écaillage, en fonction de l'état d'usure à l'origine de celui-ci.
7) Usure des rainures
L'usure par encoche se caractérise par des dommages localisés excessifs à de plus grandes profondeurs de coupe, mais cela peut également se produire sur l'arête de coupe secondaire.
Raison : selon que l'usure chimique est dominante dans l'usure des rainures, par rapport à la croissance irrégulière de l'usure adhésive ou à l'usure thermique, le développement de l'usure chimique est régulier, comme le montre la figure. Dans les cas d'usure adhésive ou thermique, l'écrouissage et la formation de bavures contribuent grandement à l'usure par entaille.
Contre-mesures : Pour les matériaux écrouis, choisissez un angle d'attaque plus petit et modifiez la profondeur de coupe.
8) Pause
Une fracture signifie que la majeure partie du tranchant est cassée et que la plaquette ne peut plus être utilisée.
Cause : Le tranchant supporte plus de charge qu’il ne peut en supporter. Cela peut être dû au fait que l’usure s’est développée trop rapidement, ce qui a entraîné une augmentation des forces de coupe. Des données de coupe incorrectes ou des problèmes de stabilité de configuration peuvent également entraîner une rupture prématurée.
Que faire : Identifiez les premiers signes de ce type d'usure et évitez sa progression en sélectionnant les données de coupe correctes et en vérifiant la stabilité de l'installation.
9) Bord rapporté (adhérence)
Le bord rapporté (BUE) est l’accumulation de matériau sur la face de coupe.
Cause : Des copeaux peuvent se former au-dessus du tranchant, séparant le tranchant du matériau. Cela augmente les forces de coupe, ce qui peut entraîner une défaillance globale ou une perte accumulée des bords, qui enlève souvent le revêtement ou même des parties du substrat.
Contre-mesures : L'augmentation de la vitesse de coupe peut empêcher la formation d'arêtes accumulées. Lors du traitement de matériaux plus mous et plus visqueux, il est préférable d'utiliser un tranchant plus tranchant.
Heure de publication : 06 juin 2022
