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3 secrets sur la coupe du métal que personne ne vous dira

Nombre Parcourir:25     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2023-08-15      origine:Propulsé

enquête

La découpe des métaux est une méthode d'enlèvement et de formage de matériaux dans le processus de formage des métaux, et elle occupe toujours une grande part dans la fabrication mécanique d'aujourd'hui.Le Coupe de métal processus est un processus dans lequel la pièce et l'outil interagissent.L'outil coupe l'excès de métal de la pièce à usiner et, sous réserve de contrôler la productivité et les coûts, la pièce peut obtenir la précision géométrique, la précision dimensionnelle et la qualité de surface qui répondent aux exigences de conception et de processus.Pour réaliser ce processus, il doit y avoir un mouvement relatif entre la pièce et l'outil, c'est-à-dire le mouvement de coupe, qui est fourni par la machine-outil de coupe de métal.Les machines-outils, les montages, les outils et les pièces constituent un système de processus d'usinage.Divers phénomènes et lois du processus de coupe du métal seront étudiés dans l'état de mouvement de ce système.

Coupe de métal

●Introduction à la coupe des métaux


La coupe des métaux est un processus dans lequel des outils de coupe sont utilisés pour éliminer l'excès de matière d'une pièce, afin d'obtenir des pièces qui répondent à des exigences telles que la forme, la précision dimensionnelle et la qualité de surface.Trois conditions doivent être remplies pour réaliser ce processus de coupe : il doit y avoir un mouvement relatif entre la pièce et l'outil, c'est-à-dire un mouvement de coupe ;le matériau de l'outil doit avoir une certaine performance de coupe ;l'outil doit avoir des paramètres géométriques appropriés, c'est-à-dire l'angle de coupe.Le processus de coupe du métal est effectué par des machines-outils ou des outils portatifs.Les principales méthodes comprennent le tournage, le fraisage, le rabotage, le meulage, le perçage, l'alésage, le traitement des engrenages, le traçage, le sciage, le limage, le grattage, le meulage, l'alésage, le filetage du taraud, le filetage du manchon, etc. Bien qu'il existe différentes formes, ils ont des phénomènes communs et lois à bien des égards.Ces phénomènes et ces lois sont la base commune pour l'apprentissage des différentes méthodes de coupe.


●Contenu du sujet


Aperçu

Le contenu principal comprend la formation et la déformation des copeaux lors de la coupe des métaux, la force de coupe et le travail de coupe, la chaleur de coupe et la température de coupe, le mécanisme d'usure de l'outil et la durée de vie de l'outil, les vibrations de coupe et la qualité de la surface d'usinage.


Mécanisme de formation de copeaux

D'un point de vue mécanique, selon le modèle simplifié, le processus de formation des puces métalliques est similaire à celui consistant à pousser une pile de cartes vers d'autres positions avec un outil.Le glissement mutuel entre les cartes fait que la déformation par cisaillement de la zone de coupe du métal passe par celle-ci.Après ce type de déformation, lorsque les copeaux s'écoulent depuis l'avant de l'outil, une nouvelle déformation par frottement se produit à l'interface entre l'outil et le copeau.Généralement, l'épaisseur du copeau est supérieure à l'épaisseur de coupe et la longueur du copeau est plus courte que la longueur de coupe.Ce phénomène est appelé déformation des copeaux.La déformation par cisaillement causée par le métal pressé par l'avant de l'outil est une caractéristique du processus de coupe du métal.En raison des différents matériaux de la pièce, des outils et des conditions de coupe, le degré de déformation des copeaux est également différent, de sorte que différents types de copeaux peuvent être obtenus.

Coupe de métal

Tumeur construite

Lors de la coupe d'acier général ou d'autres matériaux plastiques à des vitesses faibles et moyennes, il y a frottement entre le copeau et l'avant de l'outil.Si la couche mince sur la puce immédiatement devant l'outil est séparée de la matrice de la puce sous l'action d'une pression et d'une température plus élevées Mais elle est collée à l'avant de l'outil, puis est collée couche par couche, et un coin- les copeaux façonnés qui ont subi de fortes déformations ont tendance à s'accumuler près de la pointe de l'outil, ce que l'on appelle une arête rapportée.La dureté de l'arête rapportée est plus de deux fois supérieure à celle du matériau de base et elle peut remplacer l'arête de coupe.Le bas du bord bâti est relativement stable.Il n'y a pas de ligne de démarcation évidente entre le dessus et la pièce et les copeaux.Il est facile de se casser et de tomber.Certains d'entre eux sont emportés avec les copeaux et certains restent sur la surface de traitement, ce qui rend la pièce rugueuse.Par conséquent, nous devons essayer d'éviter ou d'inhiber la formation du bord rapporté lors de la finition.La génération, la croissance et la perte de l'arête rapportée est un processus dynamique cyclique, qui fait que l'angle de coupe réel et la profondeur de coupe de l'outil changent en conséquence, provoquant des fluctuations de la force de coupe et affectant la stabilité du traitement.En général, lorsque la vitesse de coupe est très faible ou très élevée parce qu'il n'y a pas de condition nécessaire pour produire une arête rapportée, aucune arête rapportée n'est générée.


●Points techniques


Force de coupe

Lors de la coupe, l'avant et l'arrière de l'outil sont tous deux soumis à une force normale et à une force de frottement.Ces forces forment une force résultante F. En tournage extérieur, la force de coupe résultante F est généralement décomposée en trois forces composantes perpendiculaires entre elles : force tangentielle F── Elle est perpendiculaire à la surface de base de l'outil dans le sens de la vitesse de coupe, souvent appelée force de coupe principale ;force radiale F──dans un plan parallèle à la surface de base, perpendiculaire à la direction d'avance, également appelée poussée ;force axiale F──in Dans un plan parallèle au plan de base et parallèle à la direction d'avance, elle est également appelée force d'avance.En général, F est le plus grand et F et F sont petits.En raison des différentes qualités de meulage et des conditions d'usure des paramètres géométriques de l'outil et du changement des conditions de coupe, le rapport de F et F à F varie dans une large plage.


La force de coupe réelle dans le processus de coupe peut être mesurée avec un dynamomètre de force.Il existe de nombreux types de dynamomètres, les dynamomètres à fil résistif et à cristal piézoélectrique sont plus couramment utilisés.Une fois le dynamomètre calibré, la taille de chaque composant du processus de coupe peut être mesurée.


Chaleur de coupe

Lors de la coupe du métal, le travail effectué par la déformation par cisaillement des copeaux et le travail effectué par le frottement entre l'avant et l'arrière de l'outil sont tous convertis en chaleur.Cette chaleur est appelée chaleur de coupe.Lors de l'utilisation d'un liquide de coupe, la chaleur de coupe sur l'outil, la pièce et les copeaux est principalement évacuée par le liquide de coupe ;lorsque le fluide de coupe n'est pas utilisé, la chaleur de coupe est principalement emportée ou transmise par les copeaux, la pièce et l'outil, dont la chaleur emportée par les copeaux est la plus importante, et la chaleur est transférée.Bien que la chaleur de l'outil soit faible, la température à l'avant et à l'arrière affecte le processus de coupe et l'usure de l'outil, il est donc très nécessaire de comprendre la loi des changements de température de coupe.

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Température de coupe

Pendant le processus de coupe, les températures dans la zone de coupe sont différentes, formant un champ de température pour la répartition de la température des copeaux et de la pièce.Ce champ de température affecte la déformation des copeaux, la taille de l'arête rapportée, la qualité de la surface usinée, la précision d'usinage et l'usure de l'outil.Affecter l'augmentation de la vitesse de coupe.D'une manière générale, le métal de la zone de coupe se transforme en copeaux après avoir été cisaillé et déformé, puis frotte encore violemment contre la face avant de l'outil.Par conséquent, le point le plus élevé de distribution de température dans le champ de température n'est pas au bord avec la plus grande pression positive, mais à l'avant, La partie supérieure est à une certaine distance du bord de coupe.La répartition de la température dans la zone de coupe doit être mesurée par la méthode manuelle du thermocouple ou la méthode de mesure de la température infrarouge.La température mesurée par la méthode du thermocouple naturel n'est que la température moyenne de la zone de coupe.


Usure des outils

L'usure de l'outil pendant la coupe est le résultat global des effets physiques et chimiques de la chaleur de coupe et du frottement mécanique.L'usure de l'outil se manifeste par des bandes d'usure, des entailles et des éclats à l'arrière de l'outil, une usure en forme de croissant qui apparaît souvent à l'avant, et parfois des piqûres d'oxydation et une usure en forme de rainure sur l'arrière auxiliaire.Lorsque ces usures s'étendent jusqu'à un certain point, l'outil tombe en panne et ne peut pas être utilisé.Les facteurs d'usure progressive des outils comprennent généralement l'usure abrasive, l'usure adhésive, l'usure par diffusion, l'usure oxydative, l'usure par fissuration thermique et la déformation plastique.Dans différentes conditions de coupe, en particulier à différentes vitesses de coupe, l'outil est affecté par un ou plusieurs des mécanismes d'usure mentionnés ci-dessus.Par exemple, à des vitesses de coupe inférieures, les outils sont généralement endommagés en raison de l'usure abrasive ou de l'usure adhésive ;à des vitesses plus élevées, une usure par diffusion, une usure oxydative et une déformation plastique sont susceptibles de se produire.

Coupe de métal

Outil de la vie

Le temps de coupe écoulé avant que l'outil ne commence à couper et n'atteigne le critère de durée de vie est appelé durée de vie de l'outil.Le critère de durée de vie utilise généralement une valeur prédéterminée d'usure de l'outil.L'apparition d'un certain phénomène peut également être utilisée comme critère, comme l'intensification des vibrations, la rugosité de la surface usinée est détériorée, le bris de copeaux et l'écaillage ne sont pas bons.Après avoir atteint la durée de vie de l'outil, l'outil doit être réaffûté, indexé ou mis au rebut.La somme de la durée de vie de l'outil avant sa mise au rebut est appelée la durée de vie totale de l'outil.


En production, la durée de vie de l'outil et le quota d'heures de travail proposé sont souvent déterminés en fonction des conditions de transformation selon le principe du coût de production le plus bas ou de la productivité la plus élevée.


Usinabilité

Cela fait référence à la facilité avec laquelle une pièce peut être découpée en produits qualifiés.Selon les objets et les exigences de traitement spécifiques, il peut être utilisé comme critères tels que la durée de vie de l'outil, la qualité de la surface traitée, le niveau de taux d'enlèvement de métal, la taille de la puissance de coupe et la difficulté de copeaux. rupture.Dans la production et la recherche expérimentale, il est souvent utilisé comme indicateur de l'usinabilité d'un certain matériau.Sa signification est la suivante : lorsque la durée de vie de l'outil est de minutes, la vitesse de coupe autorisée pour couper le matériau.Plus il est élevé, meilleure est la capacité de traitement, et cela prend généralement 60, 30, 20 ou 10 minutes.


Qualité de la surface de traitement

Inclut généralement la rugosité de surface, les contraintes résiduelles d'écrouissage, les fissures de surface et les modifications de la microstructure métallographique.De nombreux facteurs affectent la qualité de la surface usinée lors de la coupe.Par exemple, le rayon de l'arête de coupe de l'outil et l'arête rapportée sont les principaux facteurs qui affectent la rugosité de surface ;le rayon d'émoussage de l'arête de coupe de l'outil et les conditions d'usure et de coupe sont les facteurs qui affectent la rugosité de surface.Les principaux facteurs d'écrouissage et de contrainte résiduelle.Par conséquent, en production, la qualité de la surface usinée est souvent améliorée en modifiant la géométrie de l'outil et en sélectionnant des conditions de coupe raisonnables.


Vibrations de coupe

Pendant le processus de coupe, des vibrations mécaniques telles que des vibrations libres, des vibrations forcées ou des vibrations auto-excitées sont souvent générées entre l'outil et la pièce.Les vibrations libres sont causées par des chocs soudains sur les pièces de la machine-outil et elles s'atténueront progressivement.La vibration forcée est causée par la force d'interférence alternative continue à l'intérieur ou à l'extérieur de la machine-outil, et son influence sur la coupe dépend de la taille et de la fréquence de la force d'interférence.La vibration auto-excitée est la vibration initiale causée par la force d'interférence soudaine entre l'outil et la pièce, qui modifie l'angle de coupe, l'angle de dégagement et la vitesse de coupe de l'outil, ainsi que le couplage de vibration, etc., et obtient la période à partir de l'énergie en régime permanent.L'énergie de l'action sexuelle favorise et maintient les vibrations.Généralement, diverses vibrations auto-excitées primitives peuvent être générées en fonction des conditions de coupe, et les marques de broutage laissées sur la surface usinée produiront des vibrations auto-excitées régénératives plus courantes.Les diverses vibrations mentionnées ci-dessus affectent généralement la qualité de surface de l'outil ajouté, réduisent la durée de vie de la machine-outil et de l'outil, réduisent la productivité et provoquent un bruit extrêmement nocif et qui doit être éliminé ou réduit.


Contrôle des copeaux

Fait référence au contrôle de la forme et de la longueur des copeaux.En contrôlant le rayon de curling et la direction de décharge des copeaux, les copeaux entrent en collision avec la pièce ou l'outil, et le rayon de curling des copeaux est forcé d'augmenter, et la contrainte dans les copeaux est progressivement augmentée jusqu'au rayon de curling du cassé les jetons peuvent être changés en changeant le rayon de curling du jeton.L'épaisseur, les flûtes à copeaux ou les brise-copeaux sont rectifiés à l'avant de l'outil pour contrôler, et sa direction de décharge est principalement contrôlée en sélectionnant un angle d'entrée et une inclinaison de lame raisonnables.Les gens modernes ont pu utiliser un codage à deux ou trois chiffres pour représenter la forme de diverses puces, et on pense généralement que les puces à courbure courte sont des formes de rupture de puce raisonnables.


Liquide de coupe

Également appelé fluide de lubrification de refroidissement, il est utilisé pour réduire la friction pendant le processus de coupe et abaisser la température de coupe pour améliorer la durée de vie de l'outil, la qualité de traitement et l'efficacité de la production.Les fluides de coupe couramment utilisés comprennent l'huile de coupe, l'émulsion et le fluide de coupe chimique.

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