Vous êtes-vous déjà demandé comment on peut couper du métal sans surchauffe ? Les scies à froid, qui utilisent des lames circulaires, transfèrent la chaleur à la sciure de bois plutôt qu'à la pièce à usiner, ce qui les maintient toutes deux au frais. Cette méthode permet d'obtenir des coupes précises et sans bavures, idéales pour diverses applications de travail des métaux. Dans cet article, vous découvrirez les types de lames de scie à froid, leurs vitesses de coupe et les avantages de l'utilisation des scies à froid, notamment une meilleure précision, une réduction des contraintes sur les matériaux et une plus grande longévité des lames. Plongez dans cet article pour découvrir comment les scies à froid peuvent améliorer vos processus de coupe des métaux.
Une scie à froid, également connue sous le nom de scie à froid pour la coupe des métaux, est un outil de précision pour la coupe des métaux qui utilise une lame circulaire pour un traitement efficace et précis des matériaux. Cette méthode de coupe tire son nom de ses caractéristiques uniques de gestion thermique en cours de fonctionnement. Lorsque les dents de la lame de scie s'engagent dans la pièce, la majeure partie de la chaleur générée est transférée efficacement aux copeaux métalliques (souvent appelés copeaux dans la terminologie de l'usinage), plutôt que d'être absorbée par la pièce ou la lame elle-même.
Ce mécanisme de dissipation de la chaleur présente plusieurs avantages :
Les lames de scie à froid sont principalement classées en deux catégories : Les lames en acier rapide (HSS) et les lames en alliage de carbure de tungstène (TCT). Chaque type offre des avantages distincts pour diverses applications de coupe.
Les lames HSS sont généralement fabriquées en acier de qualité M2 ou M35. Leur vitesse de coupe varie de 10 à 150 mètres par minute, en fonction du matériau et des dimensions de la pièce. Les lames HSS à revêtement avancé peuvent atteindre des vitesses de coupe allant jusqu'à 250 mètres par minute, offrant ainsi de meilleures performances.
La vitesse d'avance des lames HSS varie de 0,03 à 0,15 millimètre par dent, en fonction de la puissance, du couple et de la qualité globale de l'équipement de sciage. Les lames HSS sont disponibles dans des diamètres extérieurs de 50 à 650 millimètres, avec une dureté standard de HRC 65.
L'un des principaux avantages des lames HSS est leur capacité à être réaffûtées, ce qui permet généralement de réaliser 15 à 20 cycles d'affûtage en fonction des spécifications de la pièce à usiner. Pour les lames HSS de plus grande taille, la durée de vie peut atteindre 0,3 à 1 mètre carré de surface de coupe.
Pour les lames de plus de 2000 millimètres de diamètre, une construction composite est souvent utilisée. Il s'agit d'incrustations HSS pour les dents de scie, tandis que le corps de la lame est construit en acier au vanadium ou au manganèse, ce qui optimise les performances et la durabilité.
Les lames TCT sont dotées d'arêtes de coupe en carbure de tungstène, un matériau connu pour sa dureté et sa résistance à l'usure exceptionnelles. Ces lames fonctionnent à des vitesses de coupe comprises entre 60 et 380 mètres par minute, s'adaptant aux différents matériaux et dimensions des pièces à usiner. La vitesse d'avance des lames TCT varie de 0,04 à 0,08 millimètre par dent.
Les lames TCT sont généralement disponibles dans des diamètres allant de 250 à 780 millimètres. Pour la coupe des matériaux ferreux, il existe deux types de lames TCT :
1. Lames à grande vitesse et à dents fines :
2. Lames robustes à dents grossières :
Le choix entre les lames HSS et TCT, ainsi que les modèles de lames spécifiques dans chaque catégorie, dépend de facteurs tels que le matériau de la pièce, la taille, les exigences en matière de vitesse de coupe et l'équilibre souhaité entre le coût initial et l'efficacité à long terme.
(Par rapport à la scie volante en acier au manganèse)
Le sciage à froid et le sciage par friction diffèrent considérablement dans leurs mécanismes de coupe et les effets qui en résultent :
Scie volante en acier au manganèse : Cette méthode utilise une lame en acier au manganèse tournant à grande vitesse qui génère une friction importante avec la pièce. La chaleur intense produite au point de contact provoque une fusion localisée et une séparation ultérieure du tube soudé. Ce processus est essentiellement un brûlage contrôlé, caractérisé par des marques de brûlure visibles sur la surface coupée et des changements microstructuraux potentiels dans la zone affectée par la chaleur.
Scie à froid en acier rapide : En revanche, cette technique utilise une lame en acier rapide à rotation plus lente pour effectuer une coupe semblable à un fraisage sur les tuyaux soudés. La vitesse de coupe contrôlée et la rétention supérieure des arêtes des lames en acier rapide permettent d'obtenir une coupe lisse et précise avec une formation minimale de bavures. Cette méthode produit beaucoup moins de chaleur, ce qui préserve la microstructure et les propriétés mécaniques du matériau à proximité de la coupe. En outre, le processus de coupe à froid fonctionne avec des niveaux de bruit considérablement réduits par rapport au sciage par friction.
Le choix entre ces méthodes dépend de facteurs tels que les propriétés du matériau, la qualité de coupe souhaitée, les exigences de vitesse de production et les besoins de traitement en aval. La coupe à la scie froide offre généralement une qualité de coupe supérieure et des tolérances plus serrées, ce qui la rend préférable pour les applications exigeant une grande précision ou lorsque les opérations de finition après la coupe doivent être minimisées.
La scie à froid en acier rapide offre des avantages significatifs dans la coupe de tubes métalliques :
Efficacité de coupe : La scie atteint des vitesses de coupe optimales, ce qui se traduit par une efficacité de travail et une productivité élevées.
Précision et qualité : La lame présente une déviation minimale, produisant des coupes avec des bavures négligeables sur la surface du tube d'acier. Cela améliore la précision de la coupe de la pièce et maximise la longévité de la lame.
Stabilité thermique : En utilisant une méthode de fraisage et de coupe à froid, le processus génère un minimum de chaleur. Cela permet de préserver la répartition des contraintes internes et la structure du matériau de la section coupée, évitant ainsi des altérations indésirables. La lame exerce une pression minimale sur le tube d'acier, ce qui évite la déformation de la paroi et de l'embouchure du tube.
Qualité supérieure de la face frontale :
Ergonomie de l'opérateur : Le procédé induit une faible fatigue de l'opérateur, ce qui contribue à maintenir l'efficacité de la coupe sur des périodes prolongées.
Avantages pour l'environnement et la sécurité : Le processus de coupe ne produit ni étincelles, ni poussière, ni bruit excessif, ce qui le rend respectueux de l'environnement et économe en énergie.
Rentabilité et longévité : La lame peut être affûtée à plusieurs reprises à l'aide d'une machine à affûter spécialisée, tout en conservant des performances équivalentes à celles d'une lame neuve. Cette caractéristique améliore considérablement l'efficacité de la production et réduit les coûts d'exploitation.
Optimiser les paramètres de sciage en fonction des propriétés des matériaux et des spécifications de la pièce à usiner :
Le problème des vibrations et son traitement
Pendant le processus de coupe, des vibrations ont tendance à se produire, ce qui peut entraîner un mauvais effet de coupe, de longs temps d'arrêt de l'équipement, la rupture de la lame pendant le processus de coupe ou d'autres événements tels que des brûlures de roulements causées par une pression inégale sur la broche. La taille de la surface et les bavures de l'acier découpé par sciage sont hors tolérance.
Mesures prises :
(1) Méthode conventionnelle : Lors de l'installation, le nivellement est adopté (réglage de la position horizontale du support de glissement supérieur et de la roue folle inférieure sur la base du point de référence), et les roues en forme de V sont alignées en ligne droite à l'aide d'une méthode de tréfilage, de sorte que la roue folle se trouve à une hauteur uniforme et sur la même ligne. Sur la base de l'analyse de la force du support de glissement supérieur, des contrepoids sont ajoutés à la zone du couvercle de la scie afin d'équilibrer la force et de garantir un fonctionnement stable.
Problème d'empilement de l'acier et son traitement
Pendant le processus de coupe, si la contrainte est inégale, l'acier peut s'empiler, en particulier lors de la coupe d'acier de petite taille, ce qui peut endommager la lame de scie et l'équipement.
Mesures prises :
(1) Un couple entraîné par la pression de l'air serrage est installé dans l'orifice de coupe pour éliminer le phénomène d'empilement, protéger la lame de scie et réduire la force réactive générée par la déformation de l'acier sous l'effet de la force radiale agissant sur la lame de scie.
(2) Des rouleaux de support sont ajoutés à l'orifice de coupe et, après avoir augmenté les rouleaux de support, ils travaillent avec le dispositif de serrage pour pressuriser l'acier avant la coupe. Cela permet d'améliorer considérablement la qualité de la surface du trait de scie et de réduire fortement le taux d'endommagement de la lame de scie.
Le problème des grandes surfaces de pulvérisation d'eau et son traitement
Lorsqu'il entre dans la scie à froid, l'acier rond a une température d'environ 320℃, et de l'eau est pulvérisée pour refroidir la lame de scie pendant les processus de coupe et de retrait. Dans la production actuelle, la zone de pulvérisation de l'eau est trop grande, ce qui entraîne une diminution de la qualité de la surface de l'acier et un gaspillage d'eau.
Mesures prises :
(1) Le tuyau d'arrosage d'origine est remplacé par un tuyau de pulvérisation. Des buses supplémentaires sont ajoutées et une méthode de pulvérisation par brouillard est utilisée pour la pulvérisation principale au point de coupe. L'extrémité de la buse ayant une surface concave en arc de cercle, elle peut atomiser le brouillard d'eau, rendre la pulvérisation uniforme, et est facile à remplacer grâce à l'utilisation de raccords à vis, ce qui est propice aux travaux de maintenance.
(2) Utiliser la méthode de refroidissement environnant pour refroidir le couvercle de la scie, et refroidir par pulvérisation l'orifice de coupe et les dents de coupe de manière ciblée sur les pièces clés.
(3) Lors de l'alimentation pendant le sciage, une valve de pulvérisation est utilisée et la pression d'injection est augmentée. La valve de pulvérisation est fermée pendant le retrait.
Problème de friction entre le couvercle de la scie et la lame de scie et son traitement
Le frottement entre le couvercle de la scie et la lame de scie provoque une vibration générale du support de la glissière supérieure, ce qui entraîne le desserrage du boulon de mise à la terre du moteur et, si cette situation se prolonge, elle provoque directement une brûlure du roulement ou du moteur.
Mesures prises :
(1) La méthode de connexion de l'axe du couvercle de la scie d'origine n'était pas raisonnable, et le point de contrainte de l'axe du couvercle de la scie se trouvait sur une plaque latérale du support de la glissière supérieure, ce qui déformait facilement la plaque latérale et provoquait l'inclinaison du couvercle de la scie. En allongeant l'arbre de la broche et en augmentant le point de contrainte, en utilisant la plaque latérale comme point d'appui et en faisant du panneau interne du support de la glissière supérieure le véritable point de contrainte, la structure du couvercle de la scie est devenue plus raisonnable, ce qui a permis d'éviter des accidents similaires.
(2) Lors du remplacement de la lame de scie, la méthode originale consistant à utiliser une grue pour soulever le couvercle de la scie peut facilement déformer le couvercle. Maintenant, il est possible d'utiliser une grue pour soulever le couvercle de la scie. vérins hydrauliques sont utilisés pour soulever le couvercle de la scie et des coussins d'amortissement sont ajoutés à l'endroit où le couvercle entre en contact avec l'acier après que le couvercle de la scie a été retourné, ce qui résout efficacement le problème.
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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