Causes de Fraise Usure

L’usure des fraises est principalement attribuée à deux grandes catégories, généralement complexes :

Usure mécanique

Mechanical wear is induced by intense friction between the cutting chips and the front cutting surface of the tool, as well as the elastic deformation between the tool’s front and rear cutting surfaces and the workpiece surface. This form of wear, termed mechanical wear, becomes the main cause of tool wear when cutting temperatures are not excessively high.

Usure thermique

Lors de la coupe, la déformation plastique intense et le frottement du métal génèrent de la chaleur de coupe, entraînant une réduction de la dureté du tranchant de l'outil et une perte conséquente des performances de coupe, appelée usure thermique.

Outre ces deux types d’usure, plusieurs autres formes sont à noter :

1. À des températures et des pressions élevées, une adhérence se produit entre les matériaux de l'outil et la pièce à usiner, provoquant une usure adhésive, où une partie du matériau de l'outil est emportée par les copeaux.
2. At even higher temperatures, certain elements (such as tungsten, cobalt, titanium, etc.) in the tool material diffuse into the workpiece material, altering the chemical composition of the tool’s cutting surface, resulting in diffusion wear.
3. High-speed steel tools, under elevated cutting temperatures, experience changes in the metallographic structure of the tool’s surface, leading to decreased hardness and wear resistance, known as phase transformation wear.
4. Étant donné que chaque dent d'une fraise s'engage dans une coupe périodiquement interrompue, les fluctuations de température au cours de chaque cycle de coupe sont importantes, provoquant un choc thermique. Les outils en carbure cémenté, soumis à un choc thermique, peuvent développer des contraintes internes conduisant à des fissures, entraînant une usure thermique des fissures.
5. En raison de la coupe intermittente, les températures des fraises sont généralement plus basses que celles du tournage, ce qui fait du frottement mécanique la principale cause de l'usure des outils.

Méthodes d’évaluation de l’usure des outils

Inspection auditive

Évaluez l’usure des outils pendant l’usinage en écoutant les bruits anormaux. Des changements soudains dans le bruit de l'outil pendant le traitement peuvent indiquer une usure, nécessitant un jugement expérimenté.

Inspection visuelle

Observez le processus d'usinage. Si des étincelles irrégulières et intermittentes se produisent, cela suggère une usure de l'outil. Remplacez l'outil rapidement en fonction de sa durée de vie moyenne.

Examen de la couleur des puces

Les changements de couleur des copeaux indiquent des températures d'usinage modifiées, éventuellement dues à l'usure de l'outil.

Inspection de la forme des copeaux

Des irrégularités telles que des motifs en dents de scie, des boucles anormales ou des éclats plus fins que d'habitude suggèrent une usure de l'outil.

Analyse de la surface de la pièce

Des marques brillantes sur la surface de la pièce, avec des changements minimes de rugosité et de dimensions, indiquent l'usure de l'outil.

Surveillance auditive des vibrations des machines

Une augmentation des vibrations pendant l'usinage et des bruits inhabituels peuvent indiquer une usure de l'outil. Des précautions doivent être prises pour éviter la casse de l'outil.

Observation de la charge de la machine

Des changements importants dans la charge de la machine indiquent une usure potentielle de l'outil.

Évaluation de pointe

Des bavures importantes, une rugosité de surface réduite et des changements dimensionnels dans la pièce sont des indicateurs clairs de l'usure de l'outil.

En résumé, l’observation combinée de la vue, du son et du toucher permet une évaluation efficace de l’usure des outils.

Méthodes pour éviter l’usure des outils sur les fraises

Usure des bords de la fraise

Les mesures d'amélioration comprennent l'augmentation de la vitesse d'avance, la réduction des vitesses de coupe, l'utilisation de matériaux de lame plus résistants à l'usure et l'emploi de lames revêtues.

Fracture

Les mesures visant à remédier à la rupture comprennent l'utilisation de matériaux offrant une meilleure ténacité, l'utilisation de bords de lame renforcés, la garantie de la rigidité du système de traitement et l'ajustement de l'angle de dépouille principal.

Déformation thermique

Les stratégies de lutte contre la déformation thermique comprennent la réduction des vitesses de coupe, la réduction des vitesses d'avance, la minimisation des profondeurs de coupe et l'utilisation de matériaux ayant une meilleure dureté thermique.

Dommages aux profondeurs de coupe

Pour remédier aux dommages aux profondeurs de coupe, l’ajustement de l’angle de dépouille principal, le renforcement du bord de la lame et le changement des matériaux de la lame sont des méthodes efficaces.

Fissures thermiques

Les stratégies efficaces impliquent une utilisation appropriée du liquide de refroidissement, une réduction des vitesses de coupe, une minimisation des vitesses d'avance et l'utilisation de lames revêtues.

Accumulation de jetons

Pour éviter l'accumulation de copeaux, augmentez les vitesses de coupe, augmentez les vitesses d'avance, utilisez des lames revêtues ou en métal-céramique et appliquez des liquides de refroidissement pour maintenir un tranchant plus tranchant.

L'usure des dents

Les mesures d'atténuation comprennent la réduction des vitesses de coupe, la réduction des vitesses d'avance, l'utilisation de lames revêtues ou de lames céramo-métalliques et l'utilisation de liquides de refroidissement.

Fracture

Pour éviter la rupture, utilisez des matériaux présentant une meilleure ténacité ou une conception de rainure, réduisez les vitesses d'avance, minimisez les profondeurs de coupe et évaluez la rigidité du système de traitement.

En conclusion, une analyse comparative de deux fraises sur la même pièce a révélé que la sélection des fraises appropriées et l'identification rapide de l'usure améliorent non seulement l'efficacité de l'usinage, mais réduisent également les coûts de traitement.