Introduction aux connaissances de base des outils de traitement des métaux

Lors du choix de l'angle de l'outil, il est nécessaire de prendre en compte l'influence de nombreux facteurs, tels que le matériau de la pièce à usiner, le matériau de l'outil, les propriétés d'usinage (ébauche et finition), etc., qui doivent être sélectionnés raisonnablement en fonction de la situation spécifique. D'une manière générale, l'angle de l'outil fait référence à l'angle de marquage utilisé pour la fabrication et la mesure. Dans le travail réel, en raison des différentes positions d'installation de l'outil et du changement de direction du mouvement de coupe, l'angle de travail réel et l'angle marqué sont différents, mais la différence est généralement très faible. .

Les matériaux pour la fabrication d'outils doivent avoir une dureté et une résistance à l'usure à haute température, une résistance à la flexion nécessaire, une résistance aux chocs et une inertie chimique, une bonne fabricabilité (découpe, forgeage, traitement thermique, etc.) et ne pas être faciles à déformer.

Habituellement, lorsque la dureté du matériau est élevée, la résistance à l'usure est également élevée ; lorsque la résistance à la flexion est élevée, la résistance aux chocs est également élevée. Mais plus la dureté du matériau est élevée, plus sa résistance à la flexion et sa résistance aux chocs sont faibles. En raison de sa résistance élevée à la flexion, de sa résistance aux chocs et de sa bonne usinabilité, l'acier rapide reste le matériau d'outil le plus utilisé à l'époque moderne, suivi du carbure cémenté.

Le nitrure de bore cubique polycristallin convient à la coupe de l'acier trempé de haute dureté et de la fonte dure, etc. le diamant polycristallin convient à la coupe de métaux non ferreux, d'alliages, de plastiques et d'acier de verre, etc. ; acier à outils en carbone et acier à outils en alliage. Désormais, il n'est utilisé que comme outils tels que limes, matrices et tarauds.

Les inserts indexables en carbure cémenté sont désormais recouverts de carbure de titane, de nitrure de titane, d'une couche dure d'oxyde d'aluminium ou d'une couche dure composite par dépôt chimique en phase vapeur. La méthode de dépôt physique en phase vapeur en cours de développement peut être utilisée non seulement pour les outils en carbure cémenté, mais également pour les outils en acier rapide, tels que les forets, les fraises-mères, les tarauds et les fraises. Le revêtement dur agit comme une barrière pour empêcher la diffusion des produits chimiques et la conduction thermique, ce qui ralentit le taux d'usure de l'outil lors de la coupe, et la durée de vie de la lame revêtue est environ 1 à 3 fois plus longue que celle de la lame non revêtue. (Guide : Facteurs qui provoquent des écarts dans la précision des machines à scier)

En raison des pièces qui fonctionnent à haute température, haute pression, haute vitesse et milieu fluide corrosif, de plus en plus de matériaux difficiles à usiner sont utilisés, et le niveau d'automatisation du traitement de coupe et les exigences en matière de précision d'usinage sont de plus en plus élevées et plus haut. Afin de s'adapter à cette situation, l'orientation du développement de l'outil sera le développement et l'application de nouveaux matériaux d'outils ; développer davantage la technologie de revêtement par dépôt en phase vapeur de l'outil, déposer un revêtement de dureté plus élevée sur le substrat à haute ténacité et haute résistance, et mieux résoudre le problème. La contradiction entre la dureté et la résistance du matériau de l'outil ; développer davantage la structure de l'outil indexable ; améliorer la précision de fabrication de l'outil, réduire la différence de qualité du produit et optimiser l'utilisation de l'outil.

Selon le mode de mouvement de coupe et la forme de lame correspondante, les outils de coupe peuvent être divisés en trois catégories. Outils généraux, tels que outils de tournage, outils de rabotage, fraises (à l'exclusion des outils de tournage de forme, des raboteuses de forme et des fraises de forme), fraises à aléser, forets, alésoirs, alésoirs et scies, etc. ; outils de façonnage, les bords coupants de ces outils ont la même forme ou presque la même forme que la section transversale de la pièce à traiter, comme les outils de tournage de formage, les fraises de rabotage de formage, les fraises de formage, les broches, les alésoirs coniques et divers outils de traitement de fils, etc. ; les outils de génération sont utilisés pour traiter les engrenages en générant la surface des dents ou des pièces similaires, telles que des fraises-mères, des façonneurs d'engrenages, des fraises à raser les engrenages, des raboteuses à engrenages coniques et des fraises à engrenages coniques, etc.

La structure de divers outils est composée d'une partie de serrage et d'une partie de travail. La partie de serrage et la partie active de la fraise à structure intégrale sont réalisées sur le corps de la fraise ; la partie active (dent ou lame) de la fraise à structure d'insert est montée sur le corps de la fraise.

La partie de serrage de l'outil est de deux types : avec trou et avec tige. Les fraises à trous s'appuient sur le trou intérieur qui doit être manchonné sur l'arbre principal ou le mandrin de la machine-outil et transmettent le moment de torsion à l'aide de clavettes axiales ou de clavettes frontales, telles que des fraises cylindriques, des fraises à surfacer à manchon, etc.

Les outils à tige sont généralement de trois types : tige rectangulaire, tige cylindrique et tige conique. Outils de tournage, raboteuses, etc. sont généralement des tiges rectangulaires ; Queues coniques * coniques pour supporter la poussée axiale et transmettre le couple par friction ; Les tiges cylindriques conviennent généralement aux petits forets hélicoïdaux, fraises en bout et autres outils. La force de frottement générée transmet le moment de torsion. La tige de nombreux outils à tige est en acier faiblement allié, tandis que la partie active est constituée de deux parties en acier rapide soudées bout à bout.

La partie active de l'outil est la partie qui génère et gère les copeaux, y compris le tranchant, la structure pour briser ou enrouler les copeaux, l'espace pour l'enlèvement ou le stockage des copeaux et le passage du fluide de coupe. La partie active de certains outils est la partie coupante, comme les outils de tournage, les raboteuses, les aléseuses et les fraises, etc. ; la partie active de certains outils comprend des pièces coupantes et des pièces d'étalonnage, telles que des forets, des alésoirs, des alésoirs et un dessin de surface interne. Couteau et robinet, etc. La fonction de la partie coupante est d'éliminer les copeaux avec le tranchant, et la fonction de la partie d'étalonnage est de lisser la surface usinée et de guider l'outil.

La structure de la partie active de l'outil est de trois types : type intégral, type à souder et type à serrage mécanique. La structure globale consiste à réaliser le tranchant sur le corps de la fraise ; la structure de soudage consiste à braser la lame au corps de la fraise en acier ; il existe deux structures de serrage mécaniques, l'une sert à serrer la lame sur le corps de coupe, l'autre sert à serrer la tête de coupe brasée sur le corps de coupe. Les outils de coupe en carbure cémenté sont généralement constitués d'une structure soudée ou d'une structure de serrage mécanique ; les outils de coupe en porcelaine adoptent une structure de serrage mécanique.

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