La température produite par la coupe du métal dans la zone de coupe est aussi élevée que 800-900 ℃. Dans la zone de coupe, le tranchant va déformer le matériau de la pièce et le couper. En tournage continu, la chaleur est produite de manière linéaire et stable. Au contraire, la température de l'arête de coupe augmentera et diminuera alternativement lorsque les dents de coupe coupent et coupent les matériaux de la pièce par intermittence. Les composants du système d'usinage absorbent la chaleur générée lors du processus de coupe du métal. Généralement, 10% de la chaleur pénètre dans la pièce, 80% pénètre dans la puce et 10% pénètre dans l'outil. Dans le meilleur des cas, les copeaux évacuent la majeure partie de la chaleur, car une température élevée raccourcit la durée de vie de l'outil et endommage les pièces traitées.

La conductivité thermique différente des matériaux de la pièce et d'autres facteurs de traitement aura un impact significatif sur la répartition de la chaleur. Lorsque la pièce à faible conductivité thermique est traitée, la chaleur transférée dans l'outil augmente. Les matériaux avec une dureté plus élevée produiront plus de chaleur que ceux avec une dureté plus faible. En général, une vitesse de coupe plus élevée augmentera la génération de chaleur, et une avance plus élevée augmentera la zone affectée par une température élevée dans l'arête de coupe.

Dans la condition de coupe intermittente, qui est principalement le fraisage, la sélection du radian d'engagement de la fraise, de la vitesse d'avance, de la vitesse de coupe et de la forme de la rainure du bord de coupe a une influence sur la génération, l'absorption et le contr?le de la chaleur.

Radian de fian?ailles

En raison de la nature intermittente du processus de fraisage, les dents de coupe ne génèrent de la chaleur que pendant une partie du temps de traitement. Le pourcentage de temps de coupe des dents de coupe est déterminé par l'arc d'engagement de la fraise, qui est affecté par la profondeur de coupe radiale et le diamètre de la fraise.

L'arc de maillage des différents processus de fraisage est également différent. Dans le fraisage de rainures, le matériau de la pièce entoure la moitié de la fraise et l'arc de maillage est de 100% du diamètre de la fraise. La moitié du temps d'usinage de l'arête de coupe est consacrée à la coupe, de sorte que la chaleur s'accumule rapidement. Dans le fraisage latéral, une partie relativement petite de l'outil est en prise avec la pièce à usiner et l'arête de coupe a plus de possibilités de dissiper la chaleur dans l'air.

vitesse de coupe

Afin de maintenir l'épaisseur et la température des copeaux dans la zone de coupe égales à la valeur de l'outil lors de la coupe complète de l'outil, le fournisseur d'outils a développé un facteur de compensation pour augmenter la vitesse de coupe lorsque le pourcentage d'engagement de l'outil diminue.

Du point de vue de la charge thermique, l'arc d'engagement est petit et le temps de coupe peut ne pas être suffisant pour produire la température minimale requise pour la durée de vie maximale de l'outil. L'augmentation de la vitesse de coupe produit généralement plus de chaleur, et la combinaison d'un petit arc d'engagement et d'une vitesse de coupe plus élevée aide à élever la température de coupe au niveau souhaité. Une vitesse de coupe plus élevée raccourcira le temps de contact entre l'arête de coupe et le copeau, réduisant ainsi la chaleur introduite dans l'outil. En général, des vitesses de coupe plus élevées réduisent le temps d'usinage et augmentent la productivité.

D'autre part, une vitesse de coupe plus faible réduira la température d'usinage. Trop de chaleur est produite lors de l'usinage, réduire la vitesse de coupe peut réduire la température à un niveau acceptable.

épaisseur de coupe

L'épaisseur des copeaux a une grande influence sur la chaleur et la durée de vie de l'outil. Si l'épaisseur des copeaux est trop grande, la charge lourde produira trop de chaleur et de copeaux, et entra?nera même une rupture de l'arête de coupe. Si l'épaisseur du copeau est trop petite, le processus de coupe n'est effectué que sur une petite partie de l'arête de coupe, et l'augmentation du frottement et de la chaleur entra?nera une usure rapide.

L'épaisseur des copeaux produits en fraisage changera avec le bord de coupe entrant et sortant de la pièce. Par conséquent, le fournisseur d'outils utilise le concept ? d'épaisseur de copeau moyenne ? pour calculer l'avance de l'outil afin de maintenir l'épaisseur de copeau la plus efficace.

Les facteurs impliqués dans la détermination de la vitesse d'avance correcte comprennent l'arc d'engagement ou la profondeur de coupe radiale de l'outil et l'angle de déviation principal de l'arête de coupe. Plus l'arc d'engagement est grand, plus l'alimentation nécessaire pour produire l'épaisseur moyenne de copeau idéale est petite. De même, plus l'arc d'engagement de l'outil est petit, plus la vitesse d'avance est nécessaire pour obtenir la même épaisseur de copeau. L'angle de déviation principal du tranchant de l'outil affectera également les exigences d'alimentation. Lorsque l'angle de déviation de l'arête de coupe est de 90 °, l'épaisseur du copeau est la plus grande. Par conséquent, afin d'obtenir la même épaisseur moyenne de copeau, la réduction de l'angle de déviation principal de l'arête de coupe doit augmenter la vitesse d'avance.

Rainure de pointe

L'angle géométrique du corps de fraise et du tranchant aide à contr?ler la charge thermique. La dureté du matériau de la pièce et son état de surface déterminent le choix de l'angle de coupe de l'outil. L'outil avec un angle de coupe positif produit moins de force de coupe et de chaleur, et peut également utiliser une vitesse de coupe plus élevée. Cependant, l'outil de rateau positif est plus faible que l'outil de rateau négatif, et l'outil de rateau négatif peut produire plus de force de coupe et une température de coupe plus élevée.

La forme de rainure du tranchant peut provoquer et contr?ler l'action de coupe et la force de coupe, affectant ainsi la génération de chaleur. Le tranchant de l'outil en contact avec la pièce peut être chanfreiné, passivé ou aff?té. La résistance de l'arête après chanfreinage ou passivation est plus grande, ce qui entra?ne une plus grande force de coupe et plus de chaleur. Le bord tranchant peut réduire la force de coupe et réduire la température de traitement.

Le chanfreinage après l'arête de coupe est utilisé pour guider la puce, il peut s'agir d'un chanfreinage positif ou d'un chanfreinage négatif, le chanfreinage positif produira une température de traitement plus basse en même temps, et la conception de chanfreinage négatif a une résistance plus élevée et plus de chaleur.

Le processus de fraisage est une coupe intermittente et les caractéristiques de contr?le des copeaux des outils de fraisage ne sont généralement pas aussi importantes qu'en tournage. Il peut être important de déterminer l'énergie nécessaire pour former et guider le copeau en fonction du matériau de la pièce à usiner impliqué et de l'arc d'engagement. La rainure de contr?le des copeaux étroite ou forcée peut immédiatement enrouler les copeaux et générer plus de force de coupe et de chaleur. La rainure de contr?le des copeaux plus large peut produire moins de force de coupe et une température d'usinage plus basse, mais elle peut ne pas convenir à certaines combinaisons de matériaux de pièce et de paramètres de coupe.

refroidissement

Le moyen de contr?ler la chaleur générée lors de la coupe des métaux consiste à contr?ler l'application de liquide de refroidissement. Si la température est trop élevée, le tranchant s'use ou se déforme rapidement, il faut donc contr?ler la chaleur le plus t?t possible. Afin de réduire efficacement la température, la source de chaleur doit être refroidie.

Une variété de facteurs interdépendants forment ensemble la charge dans la coupe des métaux. Dans le processus de traitement, ces facteurs s'affecteront les uns les autres. Dans cet article, les problèmes de chaleur dans le broyage et leur relation avec les facteurs mécaniques sont discutés. La connaissance des facteurs qui produisent les charges de coupe du métal et les résultats globaux de leurs interactions aideront les fabricants à optimiser leurs processus d'usinage et à maximiser la productivité et la rentabilité.