La sélection de la vitesse de coupe appropriée pour le taraudage à grande vitesse est un aspect essentiel pour obtenir des résultats optimaux dans les opérations d'usinage. En tant que fournisseur de taraudages à grande vitesse, je comprends les défis et l'importance de ce processus. Dans cet article de blog, je partagerai quelques idées sur la façon de sélectionner la bonne vitesse de coupe pour un taraudage à grande vitesse.
Comprendre les bases du taraudage à grande vitesse
Le taraudage à grande vitesse est un processus d'usinage utilisé pour créer des filetages internes dans une pièce. Il s'agit de faire tourner un taraud à grande vitesse tout en l'introduisant simultanément dans la pièce à usiner. La vitesse de coupe, mesurée en pieds de surface par minute (SFM) ou en mètres par minute (m/min), est un paramètre crucial qui affecte la qualité des filetages, la durée de vie de l'outil et l'efficacité globale de l'opération de taraudage.
Facteurs affectant la sélection de la vitesse de coupe
Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection de la vitesse de coupe appropriée pour le taraudage à grande vitesse :
Matériau de la pièce
Le type de matériau de la pièce à usiner est l'un des facteurs les plus importants qui influencent la vitesse de coupe. Différents matériaux ont des caractéristiques différentes de dureté, de résistance et d’usinabilité. Par exemple, les matériaux plus tendres comme l'aluminium et le laiton peuvent généralement tolérer des vitesses de coupe plus élevées que les matériaux plus durs comme l'acier et le titane.
- Aluminium:L'aluminium est un matériau relativement souple et facile à usiner. Les vitesses de coupe de l'aluminium peuvent varier de 300 à 1 000 SFM (90 à 300 m/min), en fonction de l'alliage spécifique et de la géométrie du taraud.
- Laiton:Le laiton est également un matériau souple avec une bonne usinabilité. Les vitesses de coupe du laiton varient généralement de 200 à 800 SFM (60 à 240 m/min).
- Acier:L'acier est un matériau courant pour les pièces à usiner, mais sa dureté et sa résistance peuvent varier considérablement. Pour l'acier doux, les vitesses de coupe peuvent varier de 100 à 300 SFM (30 à 90 m/min), tandis que pour les aciers à haute résistance, les vitesses de coupe peuvent devoir être réduites à 50 à 150 SFM (15 à 45 m/min).
- Titane:Le titane est un matériau difficile à usiner en raison de sa haute résistance et de sa faible conductivité thermique. Les vitesses de coupe du titane sont généralement très faibles, allant de 20 à 60 SFM (6 à 18 m/min).
Appuyez sur Géométrie
La géométrie du taraud, notamment le nombre de cannelures, l'angle d'hélice et la forme du filetage, affecte également la vitesse de coupe. Les tarauds dotés de plus de cannelures peuvent généralement éliminer les copeaux plus efficacement, permettant ainsi des vitesses de coupe plus élevées. Un angle d'hélice plus grand peut faciliter l'évacuation des copeaux et réduire le risque de colmatage des copeaux, ce qui est particulièrement important dans le taraudage à grande vitesse.
- Nombre de flûtes :Les tarauds avec plus de cannelures, tels que les tarauds à 4 ou 6 cannelures, peuvent offrir un meilleur contrôle des copeaux et des vitesses de coupe plus élevées par rapport aux tarauds à 2 cannelures.
- Angle d'hélice :Les tarauds avec un angle d'hélice plus grand, généralement de 30° à 45°, sont mieux adaptés au taraudage à grande vitesse car ils facilitent l'évacuation des copeaux.
- Formulaire de discussion :La forme du filetage du taraud, tel que les filetages métriques, unifiés ou de tuyau, peut également influencer la vitesse de coupe. Certaines formes de filetage peuvent nécessiter des vitesses de coupe inférieures pour garantir une formation précise du filetage.
Capacité des machines-outils
Les capacités de la machine-outil utilisée pour le taraudage à grande vitesse, notamment la vitesse de broche, l'avance et la puissance de sortie, doivent être prises en compte. La machine-outil doit être capable de fournir la vitesse de coupe et l'avance nécessaires pour le matériau du taraud et de la pièce à usiner sélectionnés.
- Vitesse de broche :La vitesse de broche de la machine-outil doit être capable d'atteindre la vitesse de coupe requise pour le taraud. Certaines taraudeuses à grande vitesse peuvent atteindre des vitesses de broche allant jusqu'à 20 000 tr/min ou plus.
- Taux d'alimentation :La vitesse d'avance doit être synchronisée avec la vitesse de coupe pour garantir une formation et une évacuation correctes des copeaux. La vitesse d'avance est généralement exprimée en pouces par tour (IPR) ou en millimètres par tour (mm/tour).
- Puissance de sortie :La machine-outil doit avoir suffisamment de puissance pour entraîner le taraud à la vitesse de coupe sélectionnée sans caler.
Liquide de refroidissement et lubrification
Un liquide de refroidissement et une lubrification appropriés sont essentiels pour le taraudage à grande vitesse. Le liquide de refroidissement contribue à réduire la génération de chaleur, à améliorer l'évacuation des copeaux et à prolonger la durée de vie de l'outil. La lubrification réduit la friction entre le taraud et la pièce, ce qui peut également améliorer les performances de coupe.
- Type de liquide de refroidissement :Il existe différents types de liquides de refroidissement disponibles, notamment les liquides de refroidissement solubles dans l'eau, les liquides de refroidissement synthétiques et les liquides de refroidissement à base d'huile. Le choix du liquide de refroidissement dépend du matériau de la pièce à usiner, de la géométrie du taraud et des conditions d'usinage.
- Méthode de lubrification :La lubrification peut être appliquée directement sur le robinet ou via l'utilisation d'un système de refroidissement. Certaines machines à tarauder à grande vitesse sont équipées de systèmes de refroidissement intégrés à l'outil, qui peuvent fournir un meilleur refroidissement et une meilleure lubrification au niveau du tranchant.
Calcul de la vitesse de coupe
Une fois que les facteurs affectant la vitesse de coupe ont été pris en compte, la vitesse de coupe appropriée peut être calculée à l'aide de la formule suivante :
[SFM=\frac{\pi\times D\times RPM}{12}]
où:
- SFM est la surface en pieds par minute
- D est le diamètre du robinet en pouces
- RPM est la vitesse de broche en tours par minute
Si la vitesse de coupe doit être exprimée en mètres par minute (m/min), la formule devient :
[m/min=\frac{\pi\times D\times RPM}{1000}]
où:
- D est le diamètre du robinet en millimètres
Par exemple, si vous utilisez un taraud de 1/2 pouce de diamètre et que la vitesse de coupe recommandée pour le matériau de la pièce à usiner est de 200 SFM, la vitesse de broche requise peut être calculée comme suit :
[RPM=\frac{SFM\times 12}{\pi\times D}=\frac{200\times 12}{\pi\times 0,5}\environ 1528\ RPM]
Tests et optimisation
Après avoir calculé la vitesse de coupe initiale, il est recommandé d'effectuer quelques tests pour évaluer les performances de l'opération de taraudage. Lors des tests, faites attention aux aspects suivants :
- Qualité du fil :Vérifiez la qualité des filetages, y compris le pas du filetage, la forme du filetage et l'état de surface. Si les fils ne sont pas de bonne qualité, il faudra peut-être ajuster la vitesse de coupe.
- Durée de vie de l'outil :Surveillez la durée de vie du taraud. Si le taraud s'use trop rapidement, la vitesse de coupe peut être trop élevée. D’un autre côté, si le taraud ne coupe pas efficacement, la vitesse de coupe peut être trop faible.
- Formation et évacuation des copeaux :Observer la formation et l'évacuation des copeaux. Si les copeaux sont longs et filandreux, cela peut indiquer que la vitesse de coupe est trop élevée ou que l'avance est trop faible. Si les copeaux sont courts et cassés, cela peut indiquer que la vitesse de coupe est appropriée.
Sur la base des résultats des tests, la vitesse de coupe peut être optimisée pour obtenir le meilleur équilibre entre la qualité du filetage, la durée de vie de l'outil et l'efficacité de l'usinage.
Conclusion
La sélection de la vitesse de coupe appropriée pour un taraudage à grande vitesse est un processus complexe qui nécessite un examen attentif de plusieurs facteurs, notamment le matériau de la pièce à usiner, la géométrie du taraud, la capacité de la machine-outil, ainsi que le liquide de refroidissement et la lubrification. En comprenant ces facteurs et en suivant les étapes décrites dans cet article de blog, vous pouvez sélectionner la vitesse de coupe adaptée à vos opérations de taraudage à grande vitesse et obtenir des résultats optimaux.
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Références
- « Manuel de données d'usinage », 4e édition, Metcut Research Associates, Inc.
- « Technologie d'usinage moderne », 10e édition, Robert L. Norton
- « Usinage à grande vitesse : principes fondamentaux et applications », édité par Y. Altintas et L. Brecher