Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi l'usinage des alliages d'aluminium peut être à la fois un rêve et un cauchemar ? Cet article se penche sur les propriétés uniques des alliages d'aluminium et explique comment obtenir une finition de surface lisse et éviter les pièges les plus courants. Découvrez les principaux paramètres de coupe et des conseils pratiques pour améliorer votre processus d'usinage.
Résumé :
Les alliages d'aluminium possèdent des caractéristiques d'usinage uniques en raison de leurs propriétés physiques et mécaniques distinctes. Leur résistance relativement faible, leur dureté et leur conductivité thermique élevée facilitent la coupe et les rendent adaptés aux opérations d'usinage à grande vitesse. Toutefois, ces mêmes propriétés présentent des défis spécifiques qui nécessitent une attention particulière au cours du processus d'usinage.
Le faible point de fusion des alliages d'aluminium entraîne une plasticité accrue sous les températures et les pressions élevées générées lors de la coupe. Ce phénomène entraîne un frottement important à l'interface outil-pièce, ce qui peut provoquer l'adhérence de l'outil et la formation d'arêtes rapportées. Les alliages d'aluminium recuits, en particulier, posent des difficultés pour obtenir une faible rugosité de surface en raison de leur ductilité accrue.
Deux facteurs clés influencent considérablement l'usinabilité des alliages d'aluminium par rapport à l'acier et au laiton : leur souplesse et leur moindre rigidité, associées à un faible module d'élasticité. Ces caractéristiques nécessitent un serrage et un support adéquats de la pièce, ainsi que l'utilisation d'outils de coupe tranchants pour éviter la déformation de la pièce pendant l'usinage. Une fixation ou une pression d'outil inadéquate peut entraîner des défauts de surface tels que des rainures irrégulières et des marques de compression.
Pour optimiser la qualité de la finition de la surface, il est recommandé d'adopter une approche de coupe en deux étapes : ébauche suivie d'une finition. Cette stratégie permet d'atténuer les effets des couches d'oxyde présentes sur les pièces brutes, qui peuvent provoquer une usure accélérée des outils. L'utilisation d'outils de coupe affûtés et polis pour la dernière passe garantit une qualité de surface et une précision dimensionnelle supérieures.
L'usinabilité des alliages d'aluminium est généralement classée en deux catégories :
Les paramètres du processus de coupe, notamment la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe, doivent être adaptés à la catégorie spécifique d'alliage d'aluminium à usiner. En outre, des considérations telles que la géométrie de l'outil, la sélection du liquide de coupe et les stratégies d'évacuation des copeaux jouent un rôle crucial dans l'obtention de résultats d'usinage optimaux pour les alliages d'aluminium.
| Fonctionnement | Matériaux des outils | Catégorie d'usinage | Vitesse de coupe (m/min) | Angle de ratissage arrière (°) | Angle de décharge de l'extrémité (°) | Vitesse d'alimentation (mm/r) | Profondeur de coupe (mm) | Liquide de refroidissement |
| Tournage brutal. | Acier rapide. | 1 | 200-400 | 40433 | 30-40 | ≤1 | 40252 | non |
| 2 | 100-250 | 40400 | 20-30 | 0.2-0.5 | 40252 | non | ||
| Carbure cémenté | 1 | 600-1200 | 40369 | 20-30 | 0.3-0.6 | 40252 | non | |
| 2 | 200-400 | 40369 | 40471 | 0.25-0.6 | 40252 | non | ||
| Finir de tourner. | Acier rapide. | 1 | 400-900 | 40400 | 40-50 | 0.05-0.3 | 0.3-2.5 | Fluide de coupe (émulsion ou huile de coupe) |
| 2 | 200-500 | 40368 | 30-40 | 0.03-0.25 | 0.3-2.5 | |||
| Carbure cémenté | 1 | ≤2400 | 40400 | 20-30 | ≤0.15 | 0.3-2.5 | Fluide de coupe (émulsion ou huile de coupe) | |
| 2 | 250-700 | 40368 | 40471 | 0.05-0.1 | 0.3-2.5 |
| Catégorie d'usinage | Vitesse de fraisage (m/min) | Vitesse d'alimentation (mm/r) | Profondeur de coupe pour l'alliage à copeaux longs (mm) | Profondeur de coupe pour les alliages à copeaux courts (mm) |
| 1 | ≤3000 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| 2 | 800-1400 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| Fonctionnement. | Matériau de l'outil. | Catégorie d'usinage | Vitesse de fraisage (m/min) | Angle d'attaque (°) | Angle d'inclinaison latérale (°) | Vitesse d'alimentation (mm/r) | Profondeur de fraisage (mm) | Angle de l'hélice (°) | Liquide de refroidissement |
| Fraisage grossier | Acier rapide | 1 | 300-600 | 8 | 25 | 0.1-0.5 | 40229 | 30-40 | non |
| 2 | 150-400 | 6 | 20 | 0.1-0.5 | 40229 | ≤30 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau. | ||
| Carbure cémenté | 1 | ≤2500 | 8 | 20 | 0.1-0.6 | 40229 | 30-40 | non | |
| 2 | 300-800 | 6 | 15 | 0.1-0.6 | 40229 | ≤30 | non | ||
| Fraisage de finition | Acier rapide | 1 | ≤1500 | 12 | 30 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau. |
| 2 | 250-800 | 10 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Liquide de refroidissement ou huile soluble dans l'eau. | ||
| Carbure cémenté | 1 | ≤3000 | 12 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau. | |
| 2 | 500-1500 | 10 | 20 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Liquide de refroidissement ou huile soluble dans l'eau. |
| Matériau de l'outil | Type de coupe | Vitesse de fraisage (m/min) | Angle du point (°) | Angle de l'hélice (°) | Vitesse d'avance (mm/r) | Angle de décharge secondaire (°) | Liquide de refroidissement |
| Acier rapide | 1 | 100-120 | 140 | 45-30 | 0.02-0.5 | 17-15 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| 2 | 80-100 | 120 | 35-20 | 0.02-0.5 | 15 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau | |
| Carbure cémenté | 1 | 200-300 | 130 | 25-15 | 0.06-0.3 | 12 | Pas de liquide de refroidissement ou liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| 2 | 100-200 | 120 | 40466 | 0.06-0.3 | 12 | Pas de liquide de refroidissement ou liquide de refroidissement soluble dans l'eau | |
| Note | La vitesse lente est recommandée pour forage petits trous. | Lors du perçage de plaques minces, il est recommandé d'augmenter l'angle de la pointe ou d'utiliser un foret avec un angle de coupe positif. | Lors du perçage de petits trous, il est recommandé d'utiliser une perceuse à faible angle d'hélice. | La vitesse d'avance pour le perçage de petits trous doit être faible. | Lors du meulage de l'angle de dépouille secondaire, il est important de choisir l'angle approprié. | Il est préférable d'utiliser un liquide de refroidissement soluble dans l'eau. | |
| Filet standard | M3 | M3.5 | M4 | M4.5 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | M16 |
| Diamètre du trou (mm) | 2.7 | 3.75 | 3.6 | 4.1 | 4.6 | 5.5 | 7.3 | 9.1 | 11 | 12.8 | 14.8 |
| Outil | Matériau de l'outil | Vitesse de fraisage (m/min) | Vitesse d'alimentation (mm/r) | Angle du point (°) | Angle de l'hélice (°) | Angle d'inclinaison secondaire (°) | Liquide de refroidissement |
| Fraise d'alésage remplaçable | Acier rapide. | 25-40 | 0.2-0.3 | 140 | 30-20 | 8 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| Carbure cémenté | 60-100 | 0.1-0.3 | 120 | 20-15 | 6 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau | |
| Fraise d'essai | Acier rapide | 25-40 | 0.2-0.3 | – | 30-20 | 8 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| Carbure cémenté | 60-100 | 0.1-0.3 | 20-15 | 6 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau | ||
| Fraise d'alésage à expansion | Acier rapide | 20-30 | 0.3-0.6 | 60-120 | – | 6 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| Carbure cémenté | 50-70 | 0.2-0.5 | 60-120 | 6 | Liquide de refroidissement soluble dans l'eau | ||
| Barre d'alésage | Acier rapide | 25-40 | 0.05-0.6 | – | 30-20 | 12 | Pas de liquide de refroidissement ou liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| Carbure cémenté | 60-100 | 0.05-0.6 | 20-15 | 10 | Pas de liquide de refroidissement ou liquide de refroidissement soluble dans l'eau |
| Outil | Matériau de l'outil. | Chanfrein (°). | Angle d'attaque (°). | Vitesse d'alésage (m/min). | La vitesse d'avance (mm/r) pour le diamètre du trou alésé (mm) est la suivante : | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||||
| Alésoir à main. | Acier rapide. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | |||
| Carbure cémenté. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | ||||
| Hob. | Acier rapide. | 30 | 0 | 40471 | 0.1-0.2 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.4-0.8 | |||
| Carbure cémenté. | 30 | 0 | 20-50 | 0.2-0.3 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.5-1.0 | ||||
| Écart. | L'écart admissible (mm/r) du diamètre du trou alésé (mm) est le suivant : | ||||||||||
| Diamètre insuffisant du trou pré-percé. | Acier rapide. | ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||
| Carbure cémenté. | ≤0.2 | 0.1-0.3 | 0.1-0.3 | 0.2-0.5 | |||||||
| 0.06-0.1 | 0.1-0.2 | 0.1-0.3 | 0.2-0.4 | ||||||||
Remarque : le liquide de refroidissement utilisé est un mélange de kérosène et d'essence de térébenthine (5:4), ou de l'huile minérale d'une viscosité d'environ 33°E, ou de l'huile de haute qualité. La qualité des trous alésés à sec n'est pas très élevée.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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