Dans l'usinage CNC, l'usure des fraises en bout L'usure affecte directement la qualité d'usinage et l'efficacité de la production. Les causes de défaillance des fraises incluent l'usure du bord avant, du bord arrière et des limites de l'outil, et chaque mode d'usure possède un mécanisme de formation spécifique. Les phénomènes d'usure impliquent de multiples aspects tels que le contact mécanique, la physique, la diffusion et la chimie, et incluent également la rupture plastique soudaine et la rupture fragile. L'usure des fraises peut être divisée en phases d'usure initiale, d'usure normale et d'usure vive. Il est crucial d'évaluer la durée de vie de l'outil selon la norme d'émoussement. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour estimer la durée de vie de l'outil, la méthode d'évaluation reflétant précisément l'état d'usure réel reste à développer pour optimiser le coût des outils et améliorer l'efficacité de la production.
Le site d'usure de l'outil
Usure du bord avant et de la pointe de la fraise. Lors du fraisage de matières plastiques à grande vitesse, la chaleur élevée générée dans le plastique provoque une usure en croissant sur le bord avant de la fraise. La zone de chaleur élevée générée par la surface d'usure de contact est plus susceptible de se former et de se propager. Lorsque le croissant de la fraise se développe jusqu'au bord de l'outil, la dureté de la lame diminue significativement, entraînant une rupture. Actuellement, KT représente la profondeur maximale de l'usure en croissant sur le bord avant.
Usure du bord arrière. Lors de l'usinage CNC d'une pièce, la surface de transition entre en contact avec l'arrière de l'outil et la contrainte de contact change brusquement, passant d'une contrainte de coupe importante à une zone de transition très faible. La contrainte générée sur le bord arrière est importante, ce qui entraîne une usure du bord arrière de l'outil. La bande d'usure du bord arrière est moins uniforme, avec des tendances et des fluctuations importantes.
Usure simultanée ou usure limite des arêtes avant et arrière de la fraise. Cette usure simultanée se produit principalement lors de l'usinage de surfaces rugueuses plastiques. Ce phénomène se produit lorsque la profondeur de coupe est comprise entre 0.1 et 0.5 mm. L'usure, ou usure limite, se produit lorsque des pièces présentant une faible rugosité de surface, telles que des pièces moulées en acier de dureté élevée, des pièces forgées brutes, etc., forgent souvent des rainures plus profondes sur les arêtes de coupe principales et secondaires. L'usure limite a deux causes :
- Lors du fraisage CNC, les contraintes exercées sur l'arête de coupe principale et l'arête de contact avec la pièce ne sont pas égales, ce qui engendre de fortes fluctuations, ce qui sollicite fortement l'outil. Parallèlement, une température de coupe élevée s'accumule sur l'arête avant, alors que les autres pièces de coupe sont bien refroidies. Ce phénomène entraîne un gradient de température important et des contraintes de coupe excessives, provoquant une usure périphérique de l'arête arrière principale.
- Sous l'action de l'écrouissage, le bord de coupe secondaire devient plus fin jusqu'à zéro, ce qui provoque le glissement du bord avant et l'usure des limites se reflète sur le bord arrière secondaire.
Causes typiques de l'usure des fraises
Usure par contact mécanique : usure par point dur. Les carbures, nitrures et oxydes formés à la surface de l'ébauche et des matériaux durcis, ou les phénomènes de durcissement dus à l'écrouissage, aux arêtes rapportées, etc., rayent la surface de la pièce coupante de la fraise, formant une série de rainures d'usure appelées usure par point dur, principale cause d'usure des outils de fraisage à basse vitesse.
Effet d'usure physique : usure adhésive. Sous haute pression et haute température, les atomes et les cristaux des matériaux de faible dureté, comme les ébauches, adhèrent à la fraise. La présence de défauts tels que des vides et des zones de faiblesse localisées dans le matériau de la fraise entraîne la rupture du matériau de l'outil au point de liaison. L'affinité entre l'outil et l'ébauche, la température de coupe, le rapport de dureté, la forme de la surface de l'outil et d'autres facteurs sont les principaux facteurs déterminant l'usure adhésive.
Usure par diffusion. En raison de la vitesse de coupe élevée du fraisage CNC, elle s'accompagne souvent de températures plus élevées, lesquelles entraînent une instabilité chimique de divers matériaux, notamment des réactions chimiques entre différents matériaux à l'intérieur de la fraise et au contact entre la pièce et la fraise.
Usure chimique. L'usure chimique est principalement causée par la réaction chimique aisée de l'oxygène, du fluide de coupe, etc., avec le matériau de l'outil lors du fraisage à haute température, ce qui entraîne une diminution de la dureté de l'outil et une usure accélérée. Ce phénomène est appelé endommagement chimique.
Dommages soudains aux fraises
Plastique Ds'amuser de fraises
- Ondulation des bords. L'ondulation des bords est une forme de dommage soudain qui peut facilement se produire sur les outils de haute dureté, tels que l'acier rapide, lors d'un usinage de précision.
- Bombement de la lame. Lorsque des fraises en acier à outils, en acier rapide ou autres matériaux usinent des matériaux durs ou lorsque la quantité de coupe est trop importante, un bombement soudain se produit entre les parties coupantes avant et arrière.
Fragile Ds'amuser de fraises
- En raison de défauts de fabrication tels que des microfissures internes, les fraises en carbure peuvent arracher un petit morceau de la lame lors de coupes intermittentes lors d'un fraisage CNC, sans que cela n'affecte la poursuite de l'usinage. Ce phénomène est appelé écaillage des bords. Bien que ce phénomène n'interrompe pas l'usinage à court terme, il entraîne une forte dégradation de la qualité de surface.
- La casse est un phénomène de rupture soudaine qui se produit à la pointe ou à l'arête de coupe principale de la fraise CNC. La fraise ne peut alors plus être affûtée.
Stades d'usure des outils et normes d'émoussement
Outil Woreille Sjournée
Stade d'usure initiale. Principalement causé par des défauts internes du nouvel outil : la lame est plus tranchante, la surface de contact avec l'ébauche est réduite et les contraintes sont plus concentrées à la pointe de l'outil, ce qui entraîne une usure plus rapide de cette dernière.
Phase d'usure normale. Durant cette phase, l'outil ayant subi une période de rodage, sa pointe est lissée, le contact entre l'outil et l'ébauche est relativement uniforme et la force surfacique est faible. L'usure est donc lente, ce qui constitue la durée de vie essentielle de l'outil pour un usinage efficace.
Phase d'usure rapide. L'usure de l'outil s'accumule au fil du temps, s'accompagnant d'une augmentation rapide de l'effort et de la température de coupe. Cette usure s'accentue brutalement et s'accompagne de bruit et d'autres phénomènes.
Outil Blunting Standard
L'usure de l'outil affecte inévitablement l'usinage, notamment la mise au rebut de la pièce, la réduction de la rugosité de surface et la réduction de la précision dimensionnelle et de la forme. Il est donc nécessaire de définir une usure maximale admissible de la fraise en fonction des conditions d'usinage du fer, ce qui constitue la norme d'émoussement. Cette norme peut être ajustée en fonction des différents types d'usinage, comme l'ébauche ou la finition.
Actuellement, les deux méthodes de calcul de la durée de vie des outils décrites ci-dessus ne permettent de décrire la durée de vie des outils que d'un point de vue économique ou productif, en s'appuyant sur l'expérience acquise. Elles ne permettent pas de suivre correctement la durée de vie des outils en fonction de leurs conditions d'usure réelles. Par conséquent, afin de maximiser les économies et d'assurer la productivité, il est indispensable de développer une méthode permettant d'évaluer correctement la durée de vie des outils en fonction de leur usure réelle.
