« Principes de sélection de trois éléments dans la découpe de machines-outils CNC ».
Dans l'usinage des métaux, le choix judicieux des trois éléments de la machine-outil CNC – vitesse de coupe, avance et profondeur de coupe – est crucial. C'est l'un des principaux points du cours sur les principes de l'usinage des métaux. Voici une explication détaillée des principes de sélection de ces trois éléments.
I. Vitesse de coupe
La vitesse de coupe, qu'il s'agisse de vitesse linéaire ou circonférentielle (V, mètres/minute), est un paramètre important de l'usinage sur machine-outil CNC. Pour choisir la vitesse de coupe appropriée, plusieurs facteurs doivent être pris en compte.
La vitesse de coupe, qu'il s'agisse de vitesse linéaire ou circonférentielle (V, mètres/minute), est un paramètre important de l'usinage sur machine-outil CNC. Pour choisir la vitesse de coupe appropriée, plusieurs facteurs doivent être pris en compte.
Matériaux d'outils
Carbure : Grâce à sa dureté élevée et à sa bonne résistance à la chaleur, il permet d'atteindre une vitesse de coupe relativement élevée, généralement supérieure à 100 mètres/minute. Lors de l'achat de plaquettes, des paramètres techniques sont généralement fournis afin de préciser la plage de vitesses linéaires sélectionnables pour l'usinage de différents matériaux.
Acier rapide : Comparé au carbure, l'acier rapide offre des performances légèrement inférieures et sa vitesse de coupe est relativement faible. Dans la plupart des cas, sa vitesse de coupe ne dépasse pas 70 mètres/minute et est généralement inférieure à 20 à 30 mètres/minute.
Carbure : Grâce à sa dureté élevée et à sa bonne résistance à la chaleur, il permet d'atteindre une vitesse de coupe relativement élevée, généralement supérieure à 100 mètres/minute. Lors de l'achat de plaquettes, des paramètres techniques sont généralement fournis afin de préciser la plage de vitesses linéaires sélectionnables pour l'usinage de différents matériaux.
Acier rapide : Comparé au carbure, l'acier rapide offre des performances légèrement inférieures et sa vitesse de coupe est relativement faible. Dans la plupart des cas, sa vitesse de coupe ne dépasse pas 70 mètres/minute et est généralement inférieure à 20 à 30 mètres/minute.
Matériaux de la pièce
Pour les matériaux à haute dureté, la vitesse de coupe doit être faible. Par exemple, pour l'acier trempé, l'acier inoxydable, etc., afin de garantir la durée de vie de l'outil et la qualité d'usinage, la vitesse V doit être réglée à un niveau inférieur.
Pour les matériaux en fonte, lors de l'utilisation d'outils en carbure, la vitesse de coupe peut être de 70 à 80 mètres/minute.
L'acier à faible teneur en carbone présente une meilleure usinabilité et la vitesse de coupe peut être supérieure à 100 mètres/minute.
Le traitement de coupe des métaux non ferreux est relativement facile et une vitesse de coupe plus élevée peut être sélectionnée, généralement entre 100 et 200 mètres/minute.
Pour les matériaux à haute dureté, la vitesse de coupe doit être faible. Par exemple, pour l'acier trempé, l'acier inoxydable, etc., afin de garantir la durée de vie de l'outil et la qualité d'usinage, la vitesse V doit être réglée à un niveau inférieur.
Pour les matériaux en fonte, lors de l'utilisation d'outils en carbure, la vitesse de coupe peut être de 70 à 80 mètres/minute.
L'acier à faible teneur en carbone présente une meilleure usinabilité et la vitesse de coupe peut être supérieure à 100 mètres/minute.
Le traitement de coupe des métaux non ferreux est relativement facile et une vitesse de coupe plus élevée peut être sélectionnée, généralement entre 100 et 200 mètres/minute.
Conditions de traitement
Lors de l'usinage d'ébauche, l'objectif principal est d'enlever rapidement de la matière, et les exigences en matière de qualité de surface sont relativement faibles. Par conséquent, la vitesse de coupe est réglée à un niveau inférieur. Lors de l'usinage de finition, pour obtenir une bonne qualité de surface, la vitesse de coupe doit être réglée à un niveau supérieur.
Lorsque le système de rigidité de la machine-outil, de la pièce et de l'outil est médiocre, la vitesse de coupe doit également être réglée plus bas pour réduire les vibrations et la déformation.
Si la valeur S utilisée dans le programme CNC correspond à la vitesse de broche par minute, elle doit être calculée en fonction du diamètre de la pièce et de la vitesse linéaire de coupe V : S (vitesse de broche par minute) = V (vitesse linéaire de coupe) × 1 000 / (3,1416 × diamètre de la pièce). Si le programme CNC utilise une vitesse linéaire constante, la valeur S peut alors utiliser directement la vitesse linéaire de coupe V (mètres/minute).
Lors de l'usinage d'ébauche, l'objectif principal est d'enlever rapidement de la matière, et les exigences en matière de qualité de surface sont relativement faibles. Par conséquent, la vitesse de coupe est réglée à un niveau inférieur. Lors de l'usinage de finition, pour obtenir une bonne qualité de surface, la vitesse de coupe doit être réglée à un niveau supérieur.
Lorsque le système de rigidité de la machine-outil, de la pièce et de l'outil est médiocre, la vitesse de coupe doit également être réglée plus bas pour réduire les vibrations et la déformation.
Si la valeur S utilisée dans le programme CNC correspond à la vitesse de broche par minute, elle doit être calculée en fonction du diamètre de la pièce et de la vitesse linéaire de coupe V : S (vitesse de broche par minute) = V (vitesse linéaire de coupe) × 1 000 / (3,1416 × diamètre de la pièce). Si le programme CNC utilise une vitesse linéaire constante, la valeur S peut alors utiliser directement la vitesse linéaire de coupe V (mètres/minute).
II. Débit d'alimentation
La vitesse d'avance, également appelée vitesse d'avance de l'outil (F), dépend principalement de l'exigence de rugosité de surface du traitement de la pièce.
La vitesse d'avance, également appelée vitesse d'avance de l'outil (F), dépend principalement de l'exigence de rugosité de surface du traitement de la pièce.
Usinage de finition
Lors de l'usinage de finition, en raison des exigences élevées en matière de qualité de surface, l'avance doit être faible, généralement comprise entre 0,06 et 0,12 mm/tour de broche. Cela permet d'obtenir une surface usinée lisse et de réduire la rugosité.
Lors de l'usinage de finition, en raison des exigences élevées en matière de qualité de surface, l'avance doit être faible, généralement comprise entre 0,06 et 0,12 mm/tour de broche. Cela permet d'obtenir une surface usinée lisse et de réduire la rugosité.
Usinage grossier
Lors de l'usinage d'ébauche, la tâche principale consiste à enlever rapidement une grande quantité de matière, et l'avance peut être augmentée. Celle-ci dépend principalement de la résistance de l'outil et peut généralement être supérieure à 0,3.
Lorsque l'angle de relief principal de l'outil est grand, la résistance de l'outil se détériore et, à ce moment-là, la vitesse d'avance ne peut pas être trop grande.
De plus, la puissance de la machine-outil et la rigidité de la pièce et de l'outil doivent également être prises en compte. Si la puissance de la machine-outil est insuffisante ou si la rigidité de la pièce et de l'outil est insuffisante, la vitesse d'avance doit également être réduite en conséquence.
Le programme CNC utilise deux unités de vitesse d'avance : mm/minute et mm/tour de broche. Si l'unité mm/minute est utilisée, elle peut être convertie selon la formule suivante : avance par minute = avance par tour × vitesse de broche par minute.
Lors de l'usinage d'ébauche, la tâche principale consiste à enlever rapidement une grande quantité de matière, et l'avance peut être augmentée. Celle-ci dépend principalement de la résistance de l'outil et peut généralement être supérieure à 0,3.
Lorsque l'angle de relief principal de l'outil est grand, la résistance de l'outil se détériore et, à ce moment-là, la vitesse d'avance ne peut pas être trop grande.
De plus, la puissance de la machine-outil et la rigidité de la pièce et de l'outil doivent également être prises en compte. Si la puissance de la machine-outil est insuffisante ou si la rigidité de la pièce et de l'outil est insuffisante, la vitesse d'avance doit également être réduite en conséquence.
Le programme CNC utilise deux unités de vitesse d'avance : mm/minute et mm/tour de broche. Si l'unité mm/minute est utilisée, elle peut être convertie selon la formule suivante : avance par minute = avance par tour × vitesse de broche par minute.
III. Profondeur de coupe
La profondeur de coupe, c'est-à-dire la profondeur de coupe, a des choix différents lors de l'usinage de finition et de l'usinage d'ébauche.
La profondeur de coupe, c'est-à-dire la profondeur de coupe, a des choix différents lors de l'usinage de finition et de l'usinage d'ébauche.
Usinage de finition
Lors de l'usinage de finition, la valeur du rayon peut généralement être inférieure à 0,5. Une profondeur de coupe plus faible garantit la qualité de la surface usinée et réduit la rugosité et les contraintes résiduelles.
Lors de l'usinage de finition, la valeur du rayon peut généralement être inférieure à 0,5. Une profondeur de coupe plus faible garantit la qualité de la surface usinée et réduit la rugosité et les contraintes résiduelles.
Usinage grossier
Lors de l'ébauche, la profondeur de coupe doit être déterminée en fonction de la pièce, de l'outil et des conditions de la machine-outil. Pour un petit tour (dont le diamètre d'usinage maximal est inférieur à 400 mm) tournant de l'acier n° 45 à l'état normalisé, la profondeur de coupe radiale ne dépasse généralement pas 5 mm.
Il est à noter que si la vitesse de broche du tour est modifiée par un variateur de fréquence classique, la puissance de sortie du moteur sera considérablement réduite lorsque la vitesse de broche par minute est très faible (inférieure à 100-200 tours/minute). Dans ce cas, la profondeur de coupe et l'avance obtenues seront très faibles.
Lors de l'ébauche, la profondeur de coupe doit être déterminée en fonction de la pièce, de l'outil et des conditions de la machine-outil. Pour un petit tour (dont le diamètre d'usinage maximal est inférieur à 400 mm) tournant de l'acier n° 45 à l'état normalisé, la profondeur de coupe radiale ne dépasse généralement pas 5 mm.
Il est à noter que si la vitesse de broche du tour est modifiée par un variateur de fréquence classique, la puissance de sortie du moteur sera considérablement réduite lorsque la vitesse de broche par minute est très faible (inférieure à 100-200 tours/minute). Dans ce cas, la profondeur de coupe et l'avance obtenues seront très faibles.
En conclusion, le choix judicieux des trois éléments de la découpe sur machine-outil CNC nécessite une prise en compte complète de multiples facteurs, tels que les matériaux des outils et des pièces, ainsi que les conditions d'usinage. En pratique, des ajustements judicieux doivent être apportés aux situations spécifiques afin d'améliorer l'efficacité, la qualité et la durée de vie des outils. Parallèlement, les opérateurs doivent acquérir une expérience continue et se familiariser avec les caractéristiques des différents matériaux et technologies d'usinage afin de mieux sélectionner les paramètres de coupe et d'améliorer les performances d'usinage des machines-outils CNC.