Refroidissez l'outil avec de nouvelles solutions d'outils de coupe efficaces

May 30, 2023

L'une des principales tâches de la coupe des métaux est d'extraire efficacement l'énorme chaleur générée lors de la coupe. C'est un défi, en particulier dans les travaux de tournage où il y a un contact continu entre l'arête de coupe et la pièce à usiner.

Alors qu'une grande partie de la chaleur générée par le tournage est dissipée dans le copeau, les températures régnant dans la zone de coupe et la chaleur peuvent atteindre des températures supérieures à 1000°C, selon la matière, l'avance et la vitesse de rotation. Cela active les processus thermiques qui entraînent une usure plus rapide de l'outil de coupe. Dans les cas extrêmes, l'outil peut même s'éteindre après un court laps de temps. Une géométrie plus positive et une vitesse de coupe adaptée au processus peuvent fournir un remède superficiel, mais cela entraîne des coûts à long terme ou réduit la productivité.

L'inondation de la zone de coupe, la méthode de refroidissement externe couramment utilisée, n'est pas précise dans son application et son effet réel est limité. En fait, l'injection relativement imprécise et incontrôlée de liquide de refroidissement ou d'huile dans le processus de coupe refroidit les copeaux au lieu de l'arête de coupe. Dans de nombreux cas, les différences de température élevées au point de coupe provoquent un choc thermique qui endommage fatalement l'arête de coupe.

Au lieu d'inonder la zone de coupe, le fabricant d'outils ARNO Werkzeuge affirme qu'il existe de meilleures solutions, notamment le système de refroidissement ARNO (ACS) qui réussit à alimenter le liquide de refroidissement directement au point de coupe via deux canaux du haut et du bas.

ARNO Werkzeuge a développé le système ACS éprouvé sur le terrain en deux variantes. Avec la variante ACS1, le jet de liquide de refroidissement est guidé le long du siège de la plaquette dans un canal de liquide de refroidissement et sort directement au niveau de la zone de coupe. Le liquide de refroidissement passe alors efficacement sous le copeau et le chasse de manière optimale hors de la zone de coupe.

Avec la variante ACS2, le canal de liquide de refroidissement au niveau du siège de la plaquette est couplé à un deuxième jet de liquide de refroidissement à flux optimisé du bas vers le flanc de l'outil. Les derniers développements proposent ce canal d'arrosage avec une sortie triangulaire qui alimente l'arrosage sur toute la largeur de la plaquette jusqu'au bord.

Le jet de liquide de refroidissement à guidage interne se dirige toujours avec précision vers la zone de coupe et le flanc de l'outil. Il minimise également le risque d'accumulation de matériau sur le tranchant et l'effritement associé du tranchant.

Les avancées de la fabrication additive

ARNO a utilisé des méthodes d'impression 3D additives pour produire des modules de séparation de technologie avancée. Cette méthode permet la production d'une sortie de liquide de refroidissement de forme triangulaire pour contrôler le jet de liquide de refroidissement au maximum de refroidissement avec une consommation minimale et « inonder » le bord le plus éloigné du flanc de l'outil.

Ces conditions de refroidissement optimisées permettent également d'autres optimisations potentielles, telles qu'une réduction de la largeur de l'insert.

L'ACS2 alimente le liquide de refroidissement sous le copeau et le chasse plus facilement hors de la zone de coupe. Les copeaux sont plus courts et la tendance aux conditions d'insertion d'arête rapportée est considérablement réduite. Les mesures confirment que cette méthode de refroidissement réduit la température de moitié environ. En conséquence, l'outil est soumis à beaucoup moins de contraintes et l'usure en dépouille est considérablement réduite. Au lieu d'avoir à réduire les taux de coupe et d'avance pour protéger l'outil, les taux peuvent même être augmentés, explique l'entreprise.

La productivité augmente car la durée de vie de l'outil est nettement plus longue. Les utilisateurs rapportent que leurs outils durent jusqu'à trois fois plus longtemps ou au moins deux fois plus longtemps. Moins de changements d'outils allègent finalement la charge de travail du personnel d'exploitation. Sans parler des temps d'arrêt de la machine considérablement réduits.

Il permet également aux utilisateurs de maintenir le refroidissement interne sans tubes ni arêtes gênantes même lors des changements d'outils. Les utilisateurs ne doivent pas renoncer au refroidissement direct, même dans les opérations de tournage. Avec le bon porte-outil, les canaux intégrés alimentent le liquide de refroidissement à proximité de la zone de coupe. Aucun réglage complexe n'est nécessaire puisque le système plug-and-play s'adapte toujours. En option, le fabricant propose un outil de maintien VDI adapté aux porte-outils et il alimente le support en liquide de refroidissement sans aucun raccord de tuyau ou de flexible.

Le refroidissement intégré est même possible sur les tours à poupée mobile où les outils doivent être changés fréquemment. Pour y parvenir, ARNO Werkzeuge recommande sa solution d'outillage à têtes coulissantes AWL et le système d'outillage à changement rapide AFC. Le système de porte-outils AWL offre des solutions pour une large gamme de machines-outils des fabricants de tours à poupée mobile.

Les porte-outils à changement rapide AFC sont montés sur une butée fixe et l'insert requis peut être monté ou retiré à l'aide de deux vis de serrage rapide. Deux canaux de refroidissement séparés dans le système de porte-outil peuvent être ouverts ou fermés pour permettre l'utilisation en parallèle d'outils avec et sans refroidissement par l'outil.

Dans la mesure du possible, il est presque toujours avantageux d'utiliser des outils équipés d'un système de refroidissement interne. Et, lorsqu'un fabricant d'outils comprend les scénarios de fabrication de l'utilisateur et a également beaucoup réfléchi au processus, comme dans le cas de l'ACS et de l'AWL, la productivité reçoit un véritable coup de pouce.

1. Endommager de façon permanente un métal en le chauffant pour provoquer soit une fusion naissante, soit une oxydation intergranulaire. 2. Lors du meulage, chauffer suffisamment la pièce pour provoquer une décoloration ou modifier la microstructure par revenu ou durcissement.

Fluide qui réduit l'accumulation de température à l'interface outil/pièce pendant l'usinage. Prend normalement la forme d'un liquide tel que des mélanges solubles ou chimiques (semi-synthétiques, synthétiques) mais peut être de l'air sous pression ou un autre gaz. En raison de la capacité de l'eau à absorber de grandes quantités de chaleur, elle est largement utilisée comme liquide de refroidissement et véhicule pour divers composés de coupe, le rapport eau-composé variant selon la tâche d'usinage. Voir liquide de coupe ; fluide de coupe semi-synthétique; fluide de coupe à base d'huile soluble; liquide de coupe synthétique.

Vitesse tangentielle à la surface de l'outil ou de la pièce à l'interface de coupe. La formule pour la vitesse de coupe (sfm) est le diamètre de l'outil 5 0,26 5 la vitesse de la broche (tr/min). La formule pour l'avance par dent (fpt) est l'avance de la table (ipm)/nombre de cannelures/vitesse de broche (tr/min). La formule pour la vitesse de broche (tr/min) est la vitesse de coupe (sfm) 5 3,82/diamètre d'outil. La formule pour l'avance de la table (ipm) est l'avance par dent (ftp) 5 nombre de cannelures d'outil 5 vitesse de broche (tr/min).

Taux de changement de position de l'outil dans son ensemble, par rapport à la pièce lors de la coupe.

Réduction du jeu sur le flanc de l'outil causé par le contact avec la pièce. Provoque finalement une défaillance de l'outil.

Machine de tournage capable de scier, fraiser, meuler, tailler des engrenages, percer, aléser, aléser, fileter, dresser, chanfreiner, rainurer, moleter, filer, tronçonner, rétreinte, coupe conique, coupe à came et excentrique, ainsi que tournage pas à pas et droit. Se présente sous une variété de formes, allant du manuel au semi-automatique en passant par l'entièrement automatique, les principaux types étant les tours à moteur, les tours de tournage et de contournage, les tours à tourelle et les tours à commande numérique. Le tour à moteur se compose d'une poupée et d'une broche, d'une poupée mobile, d'un banc, d'un chariot (avec tablier) et de glissières transversales. Les caractéristiques comprennent des leviers de sélection de vitesse (vitesse) et d'alimentation, un porte-outil, un support composé, une vis mère et une vis mère d'inversion, un cadran de filetage et un levier de déplacement rapide. Les types de tours spéciaux comprennent les machines à broche traversante, à arbre à cames et à vilebrequin, à tambour et rotor de frein, à filer et à canon de fusil. Les tours d'outillage et d'établi sont utilisés pour les travaux de précision; le premier pour les travaux d'outillage et de matrices et tâches similaires, le second pour les petites pièces (instruments, montres), normalement sans alimentation électrique. Les modèles sont généralement désignés en fonction de leur "oscillation" ou de la pièce de plus grand diamètre pouvant être tournée ; la longueur du lit ou la distance entre les centres ; et la puissance générée. Voir machine à tourner.

Bande ou bloc de matériau rectifié avec précision utilisé pour élever une pièce, tout en la gardant parallèle à la table de travail, pour éviter le contact entre la fraise et la table.

La pièce est maintenue dans un mandrin, montée sur une plaque frontale ou fixée entre les centres et tournée tandis qu'un outil de coupe, normalement un outil à pointe unique, y est introduit le long de sa périphérie ou à travers son extrémité ou sa face. Prend la forme d'un tournage rectiligne (coupe le long de la périphérie de la pièce); tournage conique (création d'un cône); tournage pas à pas (tournage de diamètres différents sur la même pièce) ; chanfreiner (chanfreiner un bord ou un épaulement); parement (coupe sur une extrémité); filetages tournants (généralement externes mais peuvent être internes); ébauche (enlèvement de métal à grand volume); et la finition (coupes légères finales). Réalisé sur tours, centres de tournage, mandrins, visseuses automatiques et machines similaires.