Outils de coupe en aluminium : Le guide ultime

Vous êtes-vous déjà demandé comment les métaux légers alimentent notre monde moderne ? Cet article se penche sur l'aluminium et explore ses propriétés uniques et ses diverses applications. Des avions aux fusées spatiales, découvrez comment le choix des bons outils de coupe peut faire le succès ou l'échec de vos projets en aluminium. Préparez-vous à améliorer vos connaissances et vos compétences dans la manipulation de ce matériau polyvalent !

Table des matières

Bref aperçu de l'aluminium et de ses applications

L'aluminium, avec une densité de 2,7 g/cm³ (environ un tiers de celle de l'acier ou du cuivre), offre une excellente combinaison de propriétés. Il présente une grande ductilité et une conductivité électrique d'environ 61% celle du cuivre, tout en ne pesant qu'un tiers de son poids et en étant généralement plus économique.

Ces caractéristiques font de l'aluminium un matériau idéal pour de nombreuses applications électriques, notamment les lignes de transmission à haute tension, les câbles et les composants dans les secteurs de l'électronique et des télécommunications.

Alors que l'aluminium pur a une résistance relativement faible, les alliages d'aluminium présentent des propriétés mécaniques nettement améliorées, notamment en termes de rapport résistance/poids et de dureté. Cette polyvalence a conduit à leur adoption généralisée dans divers secteurs.

Dans l'industrie des transports, les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans les fuselages et les structures des avions, les panneaux de carrosserie et les composants de châssis des automobiles, les wagons des trains à grande vitesse et les superstructures des navires. La combinaison d'un poids léger et d'une résistance élevée permet d'améliorer le rendement énergétique et les performances.

En outre, le secteur aérospatial fait largement appel aux alliages d'aluminium avancés pour les composants critiques des fusées spatiales, des engins spatiaux et des satellites. Ces alliages offrent la résistance et la stabilité thermique nécessaires pour supporter les conditions extrêmes de l'espace, tandis que leur faible densité permet de minimiser les coûts de lancement.

Importance d'outils de coupe appropriés pour l'aluminium

La sélection des outils de coupe appropriés pour l'aluminium est cruciale pour obtenir une haute précision et une qualité supérieure dans les opérations d'usinage, tout en répondant aux diverses exigences de coupe des différentes nuances d'alliages d'aluminium. Le bon choix d'outil ne garantit pas seulement des performances optimales, mais a également un impact significatif sur l'efficacité globale et la rentabilité du processus de fabrication.

Les outils de coupe de qualité professionnelle, lorsqu'ils sont correctement sélectionnés, permettent un enlèvement de matière précis en fonction des besoins spécifiques du projet, en minimisant les déchets et en évitant les pertes potentielles de matière ou les problèmes de qualité. Cette précision est particulièrement importante lorsque l'on travaille avec des alliages d'aluminium de grande valeur ou des composants aux tolérances serrées.

Opter pour des outils de coupe de fabricants réputés garantit des performances constantes et efficaces tout au long du processus d'usinage. Ces outils sont conçus pour offrir une fonctionnalité fiable et maintenir la stabilité dans diverses conditions de coupe, ce qui réduit considérablement le risque de défaillances inattendues ou de dangers pour la sécurité. La conception conviviale des outils de qualité professionnelle simplifie également l'utilisation, ce qui permet de rationaliser le processus de production et de le rendre plus serein.

En outre, les outils de coupe de haute qualité sont conçus pour résister aux défis particuliers posés par l'usinage de l'aluminium, tels que la formation d'arêtes rapportées et la génération de chaleur. Ils sont souvent dotés de revêtements ou de géométries spécialisés qui améliorent l'évacuation des copeaux, réduisent le frottement et prolongent la durée de vie de l'outil - des facteurs essentiels lorsque l'aluminium a tendance à adhérer aux arêtes de coupe.

En investissant dans les bons outils de coupe, les fabricants peuvent garantir des performances constantes dans un large éventail d'environnements de travail et d'applications. Cette polyvalence est essentielle pour les ateliers qui traitent divers projets en aluminium, des composants aérospatiaux aux pièces automobiles.

Dans les sections suivantes, nous fournirons des conseils complets pour vous aider à sélectionner les outils de coupe les mieux adaptés à vos projets spécifiques d'usinage de l'aluminium, en tenant compte de facteurs tels que les propriétés de l'alliage, les paramètres de coupe et les exigences de production.

Comprendre l'aluminium et ses propriétés uniques

L'aluminium se distingue par sa légèreté exceptionnelle et sa résistance supérieure à la corrosion. Ce métal polyvalent possède plusieurs caractéristiques distinctives qui le rendent inestimable dans diverses applications industrielles :

  1. L'aluminium a une densité remarquablement faible de seulement 2,7 g/cm³. Bien qu'il soit relativement mou à l'état pur, il peut être allié pour créer une large gamme de matériaux à hautes performances, notamment l'aluminium à haute résistance, l'aluminium à très haute résistance, l'aluminium résistant à la corrosion et les alliages d'aluminium coulé. Ces alliages élargissent considérablement l'utilité de l'aluminium dans divers secteurs.
  2. En termes de conductivité électrique, l'aluminium est l'un des matériaux les plus performants, devancé uniquement par l'argent, le cuivre et l'or. Bien que sa conductivité soit d'environ 61% celle du cuivre, la densité de l'aluminium ne représente qu'un tiers de celle du cuivre. Par conséquent, lorsqu'ils transmettent un courant électrique équivalent, les conducteurs en aluminium ne pèsent que la moitié de leurs homologues en cuivre. Cet avantage de poids rend l'aluminium particulièrement intéressant pour les applications de transmission et de distribution d'énergie. Le film d'oxyde qui se forme naturellement à la surface de l'aluminium offre non seulement une excellente résistance à la corrosion, mais aussi un certain degré d'isolation électrique. Ces propriétés font de l'aluminium un matériau privilégié dans l'industrie de la fabrication électrique, la production de fils et de câbles et le secteur de l'électronique.
  3. L'aluminium présente une ductilité exceptionnelle, qui le place en troisième position après l'or et l'argent. À des températures comprises entre 100 et 150 °C, il peut être transformé en feuilles ultra-minces d'une épaisseur inférieure à 0,01 mm. Cette remarquable aptitude à la déformation permet de produire des feuilles d'aluminium largement utilisées dans les applications d'emballage, qu'il s'agisse de cigarettes, de confiseries ou de produits pharmaceutiques. Au-delà de la production de feuilles, la ductilité de l'aluminium permet la fabrication de fils fins, de tiges et d'une vaste gamme de produits laminés. Cette polyvalence dans le formage rend l'aluminium approprié pour des applications allant des composants structurels aux pièces complexes et de précision.

Types d'outils de coupe en aluminium

Outils à main

1. Scie à métaux

Une scie à métaux est un outil de coupe composé d'un cadre et d'une lame, couramment utilisé dans le travail du bois sur les chantiers de construction.

2. Cisailles pour l'aviation

Les ciseaux d'aviation sont fabriqués en acier allié résistant et conviennent à la coupe de matériaux fins. tôleIls peuvent être utilisés pour couper des matériaux tels que l'acier, l'aluminium, le plastique et d'autres matériaux. Il existe des modèles à coupe gauche, à coupe droite et à coupe droite. La qualité des cisailles influe sur le type de lames dont elles sont pourvues.

3. Grignoteurs

Les grignoteuses sont des outils mécaniques couramment utilisés en modélisme pour couper le plastique ou le métal aux points de connexion, ce qui permet de gagner du temps et de l'énergie par rapport à la torsion manuelle.

Ils ont une forme de ciseaux avec des têtes plus petites et plus épaisses que les ciseaux ordinaires, semblables à la partie arrière d'une pince. Certaines grignoteuses sont conçues pour couper les fils, tandis que d'autres ont une fonction de dénudage.

Outils électriques

1. Scies circulaires

Une scie circulaire est un outil denté utilisé pour acier de coupe. Les scies circulaires à métaux peuvent facilement couper de l'acier, tout comme elles peuvent couper des 2×4 avec un tube traditionnel.

Par rapport aux produits antérieurs, les scies circulaires utilisent des matériaux et des dents uniques qui permettent une coupe plus rapide du métal, une meilleure manipulation des copeaux et l'absence de transfert de chaleur pendant le processus de coupe.

2. Scie sauteuse

Les scies sauteuses sont des machines à scier dans lesquelles la lame est montée sur un guide coulissant (ou rouleau) qui se déplace le long du rail. Le processus de sciage est réalisé par un mécanisme d'alimentation.

3. Scies à ruban

Les scies à ruban sont des machines-outils utilisées pour couper divers matériaux métalliques. Elles sont classées en types horizontaux et verticaux en fonction de leur structure, et en types semi-automatiques, entièrement automatiques, et en types de scies à ruban. Types de CNC selon leur fonction.

Les scies à ruban horizontales peuvent être divisées en deux catégories : les scies à double colonne et les scies à ciseaux.

4. Défonceuses CNC

Les fraiseuses CNC peuvent réaliser des sculptures en relief, des sculptures plates, des sculptures creuses et d'autres tâches sur des alliages d'aluminium, du cuivre, du bois électrique, du bois, du jade, du verre, du plastique, de l'acrylique et d'autres matériaux. Elles ont une vitesse de sculpture et une précision élevées.

Matériaux des outils

1. Acier rapide (HSS)

L'acier rapide est un type d'acier à outils fortement allié auquel ont été ajoutés des éléments d'alliage tels que le tungstène, le molybdène, le chrome, le vanadium, etc. Il présente une résistance et une ténacité élevées, ainsi qu'une certaine dureté et une résistance à l'usure, ce qui le rend adapté à diverses exigences en matière d'outils de coupe.

Le processus de fabrication des outils en acier rapide est simple et ils peuvent être facilement affûtés pour obtenir une arête de coupe tranchante.

Par conséquent, malgré l'apparition de divers nouveaux types de matériaux d'outils, les outils en acier rapide représentent toujours une part importante de l'usinage des métaux. Ils conviennent à l'usinage des métaux non ferreux et des alliages à haute température.

En raison de ses propriétés susmentionnées, les fraises pour la coulée des colonnes montantes, le fraisage des gorges transversales et le fraisage des gorges d'expansion dans l'usinage des pistons utilisent des matériaux HSS, tandis que les mèches sont fabriquées en HSS.

2. Carbure

Le carbure est fabriqué par métallurgie des poudres à partir de carbures métalliques difficiles à fondre (tels que WC, TiC, TaC, NbC, etc.) et de liants métalliques (tels que Co, Ni, etc.).

Les carbures ayant un point de fusion élevé, une grande dureté, une bonne stabilité chimique et thermique, la dureté, la résistance à l'usure et la résistance à la chaleur des matériaux en carbure sont très élevées.

La dureté couramment utilisée du carbure est de 89~93HRA, plus élevée que celle du HSS (83~86.6HRA). A 800~1000℃, il peut encore effectuer des coupes. A 540℃, la dureté du carbure est de 82~87HRA, et à 760℃, la dureté peut encore être maintenue à 77~85HRA.

Par conséquent, les performances de coupe du carbure sont bien meilleures que celles du HSS, et la durabilité de l'outil peut être améliorée de plusieurs fois à des dizaines de fois. À durabilité égale, la vitesse de coupe peut être augmentée de 4 à 10 fois.

Actuellement, notre société utilise principalement les outils en carbure YG6 et YGX de la classe WC-TiC-Co. YT15 et d'autres carbures de la classe WC-TiC-Co sont utilisés pour l'usinage d'ébauche, la semi-finition et certains processus de finition dans l'usinage des pistons.

3. Diamant polycristallin (PCD)

Le diamant est actuellement le matériau minéral le plus dur connu, avec la meilleure conductivité thermique. Son usure par frottement avec divers métaux et matériaux non métalliques n'est que de 1/50 à 1/800 de celle du carbure, ce qui en fait le matériau idéal pour la fabrication d'outils de coupe.

Cependant, les diamants naturels monocristallins ne sont utilisés que pour l'usinage de haute précision des bijoux et de certains métaux non ferreux.

Bien que des entreprises telles que De Beers et Sumitomo Electric aient réussi à produire industriellement des diamants monocristallins artificiels à grosses particules, ces diamants n'ont pas encore atteint le stade d'une application à grande échelle.

L'arête de coupe d'un outil diamanté est extrêmement tranchante (ce qui est important pour couper des copeaux de très petite section), et la rugosité de la lame est faible, avec un faible coefficient de frottement. Le processus de coupe ne produit pas facilement de morceaux de copeaux, ce qui permet d'obtenir une qualité de surface élevée lors de l'usinage.

Lors de l'usinage de métaux non ferreux, le rugosité de la surface peut atteindre Ra0,012µm, et la précision d'usinage peut atteindre IT5 ou plus.

Il existe trois types d'outils diamantés : les outils en diamant monocristallin naturel, les outils en diamant polycristallin artificiel intégral et les outils en diamant composite.

En raison de leur coût élevé, les outils en diamant naturel sont moins couramment utilisés dans la production réelle. Les diamants artificiels sont formés par la transformation du graphite à haute température et sous pression, sous l'action de catalyseurs d'alliage.

Les lames composites diamantées sont formées par frittage d'une couche de diamant d'environ 0,5~1µm d'épaisseur sur un support en acier inoxydable. carbure cémenté à l'aide de procédés avancés tels que la haute température et la haute pression.

Ce matériel utilise carbure cémenté comme substrat, et ses propriétés mécaniques, sa conductivité thermique et son coefficient de dilatation sont similaires à ceux du carbure cémenté.

Les cristaux de diamant de l'abrasif en diamant polycristallin artificiel sur le substrat sont disposés de manière irrégulière, et leur dureté et leur résistance à l'usure sont uniformes dans toutes les directions.

Le diamant polycristallin (PCD) est formé par le frittage de microcristaux de diamant artificiels criblés à haute température et sous pression. Au cours du processus de frittage, l'ajout d'additifs permet la formation de ponts de liaison entre les cristaux de diamant, principalement composés de TiC, SiC, Fe, Co et Ni.

Les cristaux de diamant sont étroitement intégrés dans un squelette solide formé par le pont de structure, qui est maintenu par des liaisons covalentes, ce qui améliore considérablement la résistance et la ténacité du PCD.

Sa dureté est d'environ 9000HV, sa résistance à la flexion est de 0,21~0,48GPa, sa conductivité thermique est de 20,9J/cm-sµ℃, et son coefficient de dilatation thermique est de 3,1×10-6/℃.

La plupart des outils de coupe PCD utilisés aujourd'hui sont des composites de PCD et de substrats en carbure cémenté, avec une couche de PCD frittée sur le substrat en carbure cémenté.

L'épaisseur du PCD est généralement comprise entre 0,5 mm et 0,8 mm. En raison de la conductivité du pont de liaison du PCD, il est facile de le découper en différentes formes et de fabriquer divers outils, et son coût est bien inférieur à celui des diamants naturels.

Le diamant polycristallin (PCD) peut usiner divers métaux non ferreux et des matériaux non métalliques extrêmement résistants à l'usure, tels que l'aluminium, le cuivre, le magnésium et leurs alliages, le carbure, les plastiques renforcés de fibres, les matériaux composites à base de métal, les matériaux composites à base de bois, etc.

La taille moyenne des particules de diamant dans le matériau de l'outil PCD est différente, ce qui affecte différemment ses performances.

 Plus la taille des particules est importante, plus la résistance à l'usure est élevée. Dans des conditions similaires de traitement des arêtes de coupe, plus la taille des particules est petite, meilleure est la qualité de l'arête de coupe.

Les outils PCD avec des tailles de particules de 10~25µm peuvent être utilisés pour la coupe à grande vitesse d'alliages silicium-aluminium avec une teneur en Si de 12~18 à des vitesses de 500~1500m/min, tandis que les PCD avec des tailles de particules de 8~9µm sont utilisés pour traiter les alliages d'aluminium avec une teneur en Si inférieure à 12%.

 Pour l'usinage d'ultra-précision, il convient de choisir des outils en PCD dont la taille des particules est plus petite. La résistance à l'usure du PCD s'affaiblit à des températures supérieures à 700℃ car sa structure contient du métal Co, qui favorise la "réaction inverse" de transformation du diamant en graphite.

Le PCD a une bonne résistance à la rupture et peut effectuer des coupes intermittentes. Il peut fraiser en bout un alliage d'aluminium avec une teneur en Si de 10% à une vitesse élevée de 2500m/min.

La grande dureté, la résistance à l'usure, la conductivité thermique et le faible coefficient de frottement des matériaux diamantés permettent d'obtenir une grande précision, une grande efficacité, une grande stabilité et une grande douceur de surface dans le traitement des métaux non ferreux et des matériaux non métalliques résistants à l'usure.

Lors de la coupe de métaux non ferreux, la durée de vie des outils de coupe en PCD est des dizaines, voire des centaines de fois supérieure à celle des outils en carbure cémenté.

4. Nitrure de bore cubique (CBN)

Le nitrure de bore cubique (CBN) est un nouveau type de matériau synthétique artificiel mis au point dans les années 1950. Il présente une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure, et est largement utilisé dans l'industrie de l'usinage.

Le nitrure de bore cubique polycristallin (PCBN) est obtenu par frittage de micro-poudres de CBN avec une petite quantité de phase liante (Co, Ni ou TiC, TiN, Al203) et un catalyseur à haute température et pression.

Il possède une dureté élevée (la deuxième après le diamant) et une résistance à la chaleur (1300~1500℃), une excellente stabilité chimique, une stabilité thermique (jusqu'à 1400℃) et une conductivité thermique beaucoup plus élevées que celles des outils en diamant, un faible coefficient de friction, mais une résistance plus faible.

Par rapport au diamant, les avantages exceptionnels du PCBN sont une stabilité thermique beaucoup plus élevée, jusqu'à 1200℃ (le diamant est à 700~800℃), et peut supporter des vitesses de coupe plus élevées ; un autre avantage exceptionnel est sa grande inertie chimique, qui ne réagit pas avec les métaux ferreux à 1200~1300℃ et peut être utilisé pour le traitement de l'acier.

C'est pourquoi les outils PCBN sont principalement utilisés pour le traitement efficace des matériaux noirs difficiles à usiner.

Outre les caractéristiques susmentionnées, les outils PCBN présentent également les avantages suivants :

(1) dureté élevée, particulièrement adaptée à l'usinage de l'acier trempé et durci avec un HRC de 50 ou plus, des alliages résistants à la chaleur avec un HRC de 35 ou plus, et fonte grise avec un HRC de 30 ou moins qui sont difficiles à usiner avec d'autres outils ;

(2) par rapport aux outils en carbure cémenté, ils ont une vitesse de coupe élevée et peuvent réaliser une coupe rapide et efficace ;

(3) bonne résistance à l'usure, grande durabilité de l'outil (10 à 100 fois celle des outils en carbure cémenté), et possibilité d'obtenir une meilleure qualité de surface de la pièce à usiner, en réalisant le meulage par tournage.

L'inconvénient des outils PCBN est que leur résistance aux chocs est moins bonne que celle des outils en carbure cémenté. Lors de leur utilisation, il convient donc de veiller à améliorer la rigidité du système de traitement et d'éviter la coupe par impact.

Le PCBN peut être transformé en lames intégrales ou en lames composites combinées avec du carbure cémenté. Les lames composites PCBN sont constituées d'une couche de PCBN de 0,5 à 1,0 mm d'épaisseur frittée sur un substrat de carbure cémenté, qui présente à la fois une bonne ténacité, une dureté élevée et une grande résistance à l'usure.

Les performances du PCBN dépendent principalement de la taille des particules de CBN, de la teneur en CBN et du type de liant.

Selon sa structure, il peut être grossièrement divisé en deux catégories : l'une est directement liée par des cristaux de CBN, avec une teneur élevée en CBN (supérieure à 70%), une dureté élevée, et convient au traitement de coupe des alliages résistants à la chaleur, de la fonte, et des métaux frittés au fer ;

L'autre est basée sur des cristaux CBN, frittés par des liants céramiques (principalement TiN, TiC, TiCN, AlN, Al203, etc.), avec une faible teneur en CBN (inférieure à 70%), une faible dureté, et convient à l'usinage de coupe de l'acier trempé et durci.

Les outils en nitrure de bore cubique sont utilisés dans le tournage des gorges de segments en fonte incrustés dans les segments de piston, ainsi que dans l'usinage des moules de contact solide des pistons.

5. Céramique

Les principaux avantages des outils de coupe en céramique sont : une dureté et une résistance à l'usure élevées, avec une dureté à température ambiante de 91-95HRC ; une résistance élevée à la chaleur, avec une dureté de 80HRC à une température élevée de 1200℃ ; et une réduction minimale de la résistance à la flexion et de la ténacité dans des conditions de température élevée.

Elles présentent également une grande stabilité chimique, car les céramiques ont une faible affinité avec les métaux, une bonne résistance à l'oxydation à haute température et n'interagissent pas avec l'acier, même à des températures de fusion.

Il y a donc moins de collage, de diffusion, d'oxydation et d'usure sur l'outil de coupe. Leur coefficient de frottement est plus faible, ce qui empêche les copeaux d'adhérer à l'outil et de former des nids de copeaux.

Les inconvénients des couteaux en céramique sont leur fragilité, leur faible résistance et leur ténacité, avec seulement 1/2 à 1/5 de la résistance à la flexion des alliages durs.

Il convient donc de choisir des paramètres géométriques et des quantités de coupe appropriés lors de leur utilisation afin d'éviter les charges d'impact susceptibles d'entraîner l'écaillage ou la rupture de la lame.

En outre, les couteaux en céramique ont une faible conductivité thermique, seulement 1/2 à 1/5 de celle des alliages durs, avec des coefficients de dilatation thermique supérieurs de 10-30% à ceux des alliages durs, ce qui se traduit par une mauvaise résistance aux chocs thermiques.

Actuellement, les outils de coupe en céramique n'ont pas été appliqués au traitement des pistons en aluminium.

Caractéristiques essentielles des outils de coupe en aluminium

1. Dureté élevée et résistance à l'usure

La dureté est une caractéristique fondamentale qui matériaux des outils de coupe doit posséder. Pour couper les copeaux d'une pièce, la dureté de l'outil doit être supérieure à celle du matériau de la pièce. La dureté de l'arête de coupe des outils utilisés pour couper les métaux est généralement supérieure à 60 HRC. La résistance à l'usure fait référence à la capacité d'un matériau à résister à l'usure.

En général, plus la dureté du matériau de l'outil de coupe est élevée, meilleure est sa résistance à l'usure. Les points de dureté dans la structure (tels que les carbures et les nitrures) avec une dureté plus élevée, une plus grande quantité, des particules plus petites et une distribution plus uniforme ont une meilleure résistance à l'usure.

La résistance à l'usure est également liée à la composition chimique du matériau, à sa résistance, à sa microstructure et à la température de la zone de frottement. La résistance à l'usure WR peut être exprimée par la formule suivante :

WR = KIC0.5E-0.8H1.43

Où H est la dureté du matériau (GPa). Plus la dureté est élevée, meilleure est la résistance à l'usure.

Le KIC est la ténacité à la rupture du matériau (MPa-m½). Plus la valeur KIC est élevée, plus la rupture du matériau sous l'effet de la contrainte est faible et plus la résistance à l'usure est bonne.

E est le module d'élasticité du matériau (GPa). Lorsque E est petit, il contribue à réduire les contraintes causées par les micro-déformations dues aux grains abrasifs, ce qui améliore la résistance à l'usure.

2. Résistance et robustesse adéquates

Pour éviter l'écaillage ou la rupture des lames lorsqu'elles sont soumises à de fortes pressions, à des impacts et à des vibrations au cours du processus de coupe, les matériaux des outils de coupe doivent présenter une résistance et une ténacité suffisantes.

3. Résistance élevée à la chaleur (stabilité thermique)

La résistance à la chaleur est le principal indicateur permettant de mesurer les performances de coupe des matériaux utilisés pour les outils de coupe. Elle fait référence à la capacité d'un matériau d'outil de coupe à maintenir un certain niveau de dureté, de résistance à l'usure, de solidité et de ténacité dans des conditions de haute température.

Les matériaux des outils de coupe doivent également être capables de résister à l'oxydation, au collage et à la diffusion à des températures élevées, ce qui signifie qu'ils doivent présenter une bonne stabilité chimique.

4. Bonnes propriétés thermophysiques et résistance aux chocs thermiques

Plus la conductivité thermique du matériau de l'outil de coupe est élevée, plus la chaleur de coupe se diffuse facilement hors de la zone de coupe, ce qui contribue à réduire la température de coupe.

Lors d'une coupe intermittente ou de l'utilisation d'un liquide de coupe, l'outil subit souvent un choc thermique important (changements rapides de température), ce qui entraîne des fissures à l'intérieur de l'outil qui peuvent provoquer sa rupture.

La capacité du matériau à résister aux chocs thermiques peut être exprimée par son coefficient de résistance aux chocs thermiques R :

R = λσb(1-µ)/Eα

Où λ est le coefficient de conductivité thermique, σb est la résistance à la traction, µ est le coefficient de Poisson, E est le module d'élasticité et α est le coefficient de dilatation thermique.

Un coefficient de conductivité thermique plus élevé facilite la dissipation de la chaleur et réduit le gradient de température à la surface de l'outil.

Un coefficient de dilatation thermique plus faible réduit la déformation thermique, et un module d'élasticité plus faible peut réduire l'ampleur des contraintes alternées résultant de la déformation thermique, contribuant ainsi à améliorer la résistance du matériau aux chocs thermiques.

Les matériaux des outils de coupe ayant une bonne résistance aux chocs thermiques peuvent être utilisés. fluides de coupe pendant les processus d'usinage.

5. Bonne capacité de traitement

Pour faciliter la fabrication des outils, les matériaux utilisés pour les outils de coupe doivent présenter une bonne aptitude au traitement, notamment en ce qui concerne les propriétés de forgeage, de traitement thermique, de déformation plastique à haute température et de traitement par meulage.

6. Efficacité économique

L'efficacité économique est l'un des indicateurs importants des matériaux pour outils de coupe. Bien que les matériaux de haute qualité pour outils de coupe puissent avoir des coûts unitaires élevés, leur durée de vie plus longue ne se traduit pas nécessairement par des coûts élevés par composant.

Par conséquent, lors de la sélection des matériaux utilisés pour les outils de coupe, il convient de prendre en compte leur impact économique de manière globale.

Conseils pour une découpe réussie de l'aluminium

  1. Sélection de la lame de scie optimale :

Les profilés en aluminium, caractérisés par une dureté inférieure à celle de l'acier, offrent une découpe relativement aisée. Toutefois, cette propriété augmente également leur tendance à adhérer aux outils de coupe. Pour garantir des coupes nettes et prolonger la durée de vie des lames, il convient d'utiliser des lames au carbure à nombre de dents élevé (60 à 80 dents pour une lame de 10 pouces) et à angle de crochet négatif. Ces caractéristiques empêchent le soudage des copeaux et réduisent la formation de bavures. Inspectez et remplacez régulièrement les lames pour maintenir l'efficacité et la qualité de la coupe.

  1. Application d'une lubrification appropriée :

Une bonne lubrification est essentielle lors de la coupe de l'aluminium pour éviter la formation de bavures, améliorer l'état de surface et prolonger la durée de vie de l'outil. Utilisez un liquide de coupe dédié à l'aluminium ou un lubrifiant synthétique de haute qualité. Pour des résultats optimaux, envisagez un système de lubrification à quantité minimale (MQL), qui permet une application précise du lubrifiant sans gaspillage excessif. Cette approche permet non seulement d'améliorer la qualité de la coupe, mais aussi d'adopter des pratiques respectueuses de l'environnement.

  1. Contrôle précis de l'angle :

Alors que la plupart des coupes de profilés industriels en aluminium sont perpendiculaires, les conceptions complexes nécessitent souvent des coupes angulaires, telles que des coupes à onglet de 45 degrés. Pour un contrôle précis des angles, utilisez une machine à scier à commande numérique équipée d'une table rotative ou d'une scie à onglet spécialisée avec affichage numérique des angles. Lors de la programmation des coupes, tenez compte de l'épaisseur du matériau et du trait de scie de la lame pour garantir la précision des dimensions. Pour les coupes angulaires répétitives, envisagez de créer des gabarits ou des montages personnalisés afin de maintenir la cohérence sur plusieurs pièces.

Considérations de sécurité

  1. Avant d'utiliser la machine, effectuez un essai d'une minute pour vous assurer de son bon fonctionnement et identifier tout problème potentiel avant d'entamer le processus de coupe.
  2. Les opérateurs doivent rester concentrés pendant la découpe de profilés en aluminium. Les distractions, y compris le fait de regarder autour de soi ou de s'amuser, sont strictement interdites afin d'éviter les accidents.
  3. Lors de la découpe de profilés en aluminium, laissez la lame de scie atteindre sa vitesse de fonctionnement optimale avant d'entamer la découpe. N'utilisez jamais la machine sans les protections de sécurité appropriées. Maintenez toujours une distance de sécurité minimale de 15 cm entre les mains et la lame.
  4. Pour les machines de découpe entièrement automatiques, assurez-vous que la lame de scie s'est complètement arrêtée avant de relâcher le dispositif de serrage du cylindre pour retirer le profilé d'aluminium coupé. Ne nettoyez pas les copeaux d'aluminium de la machine pendant qu'elle fonctionne.
  5. Pendant le fonctionnement de la machine, les opérateurs doivent se placer sur le côté de la trajectoire de coupe de la lame de scie, jamais directement devant. Évitez de passer la main par-dessus la table d'opération afin d'éviter tout risque d'enchevêtrement ou de blessure.
  6. Arrêtez immédiatement les opérations et mettez la machine hors tension si des phénomènes anormaux se produisent, tels que de la fumée, des bruits inhabituels, une chaleur excessive ou des étincelles. Demandez à un technicien qualifié d'inspecter et de réparer la machine avant de la remettre en service.

La sécurité dans la production est une responsabilité collective qui s'étend à l'ensemble de l'usine. Elle nécessite un respect strict des protocoles et des principes de traitement, une formation régulière des employés à la sécurité et des mesures proactives pour atténuer les risques inutiles.

Compte tenu du poids important des profilés en aluminium, les opérations de découpe doivent être effectuées par une équipe d'au moins deux personnes afin de garantir une manipulation sûre et des processus de découpe fluides. Cette approche minimise le risque de lésions dues à l'effort et améliore l'efficacité opérationnelle globale.

N'oubliez pas que le partage, c'est l'entraide ! : )
Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

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.

Vous pouvez aussi aimer
Nous les avons sélectionnés pour vous. Poursuivez votre lecture et apprenez-en plus !

Connaître les 10 types d'outils de coupe de tour

Vous êtes-vous déjà demandé comment différents outils de coupe de tour peuvent transformer une simple pièce de métal en un composant de précision ? Cet article présente les dix types d'outils de coupe...
Comprendre le rôle et l'utilisation des fluides de coupe

Comprendre le rôle et l'utilisation des fluides de coupe

Vous êtes-vous déjà demandé comment rendre la coupe des métaux plus rapide et plus précise ? Ce blog explore les secrets des fluides de coupe - les champions méconnus de l'usinage. Découvrez comment ils refroidissent, lubrifient,...

Guide essentiel pour la sélection des fluides de coupe

Vous êtes-vous déjà demandé comment le bon fluide de coupe peut transformer votre processus d'usinage ? Cet article aborde les aspects essentiels de la sélection des fluides de coupe pour l'usinage CNC, en soulignant leur impact sur l'outil...
MachineMFG
Faites passer votre entreprise à la vitesse supérieure
S'abonner à la newsletter
Les dernières nouvelles, les articles et les ressources les plus récents, envoyés chaque semaine dans votre boîte aux lettres électronique.

Nous contacter

Nous vous répondrons dans les 24 heures.