Les vibrations sont un problème courant et gênant lors de l’utilisation d’outils de tournage plats. En tant que fournisseur professionnel d'outils de tournage plats, nous comprenons les impacts négatifs des vibrations sur la qualité de l'usinage, la durée de vie des outils et l'efficacité globale. Dans ce blog, nous explorerons diverses méthodes efficaces pour réduire les vibrations lors de l’utilisation d’outils de tournage plats.
Comprendre les causes des vibrations
Avant d’aborder les solutions, il est crucial de comprendre les causes profondes des vibrations. Il existe principalement trois types de vibrations dans l'usinage : les vibrations libres, les vibrations forcées et les vibrations auto-excitées.
Des vibrations libres se produisent généralement au début du processus de coupe, lorsque l'outil commence soudainement à interagir avec la pièce. Il s'agit d'une vibration de courte durée qui s'atténue rapidement s'il n'y a pas d'excitation externe. Les vibrations forcées sont causées par des forces périodiques externes, telles que des pièces rotatives déséquilibrées dans la machine-outil, un engrènement d'engrenages ou l'irrégularité du processus de coupe. Les vibrations auto-excitées, également connues sous le nom de bavardage, sont le type le plus nocif. Il est généré par l'interaction entre le processus de coupe et le système machine-outil-pièce. La force de coupe fluctue, ce qui fait vibrer l'outil, et cette vibration affecte davantage la force de coupe, créant un cycle auto-entretenu.
Machine-outil - Mesures associées
Rigidité des machines-outils
La rigidité de la machine-outil est de la plus haute importance. Une machine-outil rigide peut mieux résister aux efforts de coupe sans déformation excessive. Lors de la sélection d'une machine-outil pour les opérations de tournage à plat, assurez-vous qu'elle présente une rigidité statique et dynamique élevée. Vérifiez la conception structurelle de la machine, la qualité de ses composants et la construction globale. Une machine bien construite avec un banc solide et des colonnes stables peut réduire considérablement les vibrations. Par exemple, une machine-outil dotée d'un banc en fonte robuste offre de meilleures caractéristiques d'amortissement par rapport à une conception plus légère.
Équilibre de broche
La broche est un élément clé de la machine-outil. Une broche déséquilibrée peut provoquer des vibrations forcées. Vérifiez et équilibrez régulièrement la broche. Les machines-outils modernes sont souvent équipées de systèmes d'équilibrage de broche intégrés. Ces systèmes peuvent détecter et corriger automatiquement le déséquilibre de la broche pendant le fonctionnement. Si votre machine-outil ne dispose pas d'un tel système, vous pouvez utiliser un équipement d'équilibrage externe pour garantir la rotation fluide de la broche.
Installation du porte-outil
Une bonne installation du porte-outil est essentielle. Un porte-outil desserré ou mal aligné peut introduire des vibrations. Assurez-vous que le porte-outil est bien serré dans la broche. Vérifier la force de serrage et l'alignement du porte-outil par rapport à l'axe de la broche. Utilisez des porte-outils de haute qualité conçus pour les opérations de tournage à plat. Certains porte-outils avancés ont des caractéristiques telles que des matériaux amortisseurs de vibrations ou des interfaces usinées avec précision pour minimiser les vibrations.
Outil - Mesures associées
Géométrie de l'outil
La géométrie de l'outil de tournage plat a un impact significatif sur les vibrations. L'angle de coupe, l'angle de dépouille et le rayon de coupe jouent tous un rôle important. Un angle de coupe approprié peut réduire la force de coupe, ce qui réduit le risque de vibration. Cependant, un angle de coupe excessif peut affaiblir le tranchant. Généralement, pour la plupart des applications de tournage à plat, un angle de coupe compris entre 5 et 15 degrés convient.
L'angle de dépouille doit être réglé de manière à empêcher l'outil de frotter contre la pièce à usiner. Un petit angle de dépouille peut provoquer des frottements et une génération de chaleur, pouvant entraîner des vibrations. Un angle de dégagement de 6 à 12 degrés est couramment utilisé.
Le rayon de coupe affecte également le processus de coupe. Un tranchant tranchant avec un petit rayon peut couper plus facilement, réduisant ainsi les vibrations. Cependant, un bord très tranchant peut s’user rapidement. Il faut donc trouver un équilibre en fonction du matériau à usiner et des conditions de coupe.
Matériau de l'outil
Le choix du matériau de l'outil peut influencer les vibrations. Les outils en acier rapide (HSS) sont relativement flexibles et peuvent absorber certaines vibrations. Cependant, leur résistance à la chaleur est limitée. Les outils en carbure, en revanche, sont plus durs et plus résistants à l'usure. Ils peuvent conserver un tranchant tranchant plus longtemps. Mais les outils en carbure sont plus fragiles. Les outils en carbure revêtu offrent un bon compromis. Le revêtement peut réduire la friction et améliorer la résistance thermique de l'outil, ce qui contribue à réduire les vibrations. Par exemple, les outils en carbure revêtus de nitrure de titane (TiN) sont largement utilisés dans les opérations de tournage à plat.
Porte-à-faux d'outil
Le porte-à-faux de l'outil, qui correspond à la distance entre le porte-outil et le tranchant, doit être minimisé. Un porte-à-faux plus long augmente la flexibilité de l'outil et le rend plus sujet aux vibrations. Essayez de garder le porte-à-faux de l'outil aussi court que possible tout en permettant un usinage correct. Par exemple, si vous devez usiner une rainure profonde, utilisez un outil avec une tige plus courte ou un porte-outil spécial qui peut réduire le porte-à-faux effectif.
Pièce à usiner - Mesures associées
Matériau de la pièce
Les propriétés du matériau de la pièce à usiner peuvent affecter les vibrations. Certains matériaux, comme la fonte, ont de meilleures caractéristiques d'amortissement que l'aluminium ou l'acier. Lors de l'usinage de matériaux présentant de mauvaises propriétés d'amortissement, des mesures supplémentaires peuvent être nécessaires pour réduire les vibrations. Par exemple, lors de l'usinage de l'aluminium, vous devrez peut-être ajuster les paramètres de coupe avec plus de soin ou utiliser des fluides de coupe spéciaux.
Fixation de la pièce
Une bonne fixation de la pièce à usiner est cruciale. Une pièce desserrée ou instable peut provoquer des vibrations pendant la coupe. Utilisez des fixations et des dispositifs de serrage appropriés pour fixer fermement la pièce à travailler. La force de serrage doit être uniformément répartie pour éviter la déformation de la pièce. Par exemple, lors de l'usinage d'une pièce à paroi mince, utilisez des mâchoires souples ou des techniques de serrage spéciales pour éviter la déformation et les vibrations.
Optimisation des paramètres de coupe
Vitesse de coupe
La vitesse de coupe est l’un des paramètres de coupe les plus importants. Une vitesse de coupe inappropriée peut entraîner des vibrations. Généralement, l'augmentation de la vitesse de coupe peut réduire la force de coupe et le risque de broutage. Cependant, il existe une plage de vitesses de coupe optimale pour chaque combinaison de matériau et d'outil. Par exemple, lors de l'usinage de l'acier avec un outil de tournage plat en carbure, une vitesse de coupe comprise entre 100 et 300 m/min peut convenir. Utilisez des calculateurs de vitesse de coupe ou référez-vous aux recommandations du fabricant de l'outil pour trouver la vitesse de coupe optimale.
Vitesse d'alimentation
La vitesse d'avance affecte également les vibrations. Une avance trop élevée peut augmenter la force de coupe et provoquer des vibrations. D'un autre côté, une avance trop faible peut entraîner une accumulation d'arêtes sur l'outil, ce qui peut également provoquer des vibrations. Trouvez le bon équilibre en fonction du matériau, de l'outil et des conditions de coupe. Pour la plupart des opérations de tournage à plat, une avance comprise entre 0,1 et 0,5 mm/tour est couramment utilisée.
Profondeur de coupe
La profondeur de coupe doit être soigneusement sélectionnée. Une grande profondeur de coupe peut augmenter la force de coupe et le risque de vibration. Cependant, une très faible profondeur de passe peut entraîner un usinage inefficace. Tenez compte des capacités du matériau, de l'outil et de la machine-outil lors du choix de la profondeur de coupe. Par exemple, pour les opérations d'ébauche, une profondeur de passe plus grande peut être utilisée, mais assurez-vous qu'elle reste dans la limite pour éviter des vibrations excessives.
Techniques supplémentaires de réduction des vibrations
Fluides de coupe
Les liquides de coupe peuvent jouer un rôle important dans la réduction des vibrations. Ils peuvent lubrifier le processus de coupe, réduire la friction et dissiper la chaleur. Cela aide à réduire la force de coupe et le risque de vibration. Il existe différents types de fluides de coupe, tels que les fluides à base d'eau et à base d'huile. Choisissez le fluide de coupe approprié en fonction du matériau à usiner. Par exemple, les fluides de coupe à base d'eau sont souvent utilisés pour l'usinage des métaux ferreux, tandis que les fluides de coupe à base d'huile conviennent aux métaux non ferreux.
Vibrations - Dispositifs d'amortissement
Il existe différents dispositifs d'amortissement des vibrations disponibles sur le marché. Ces dispositifs peuvent être fixés à la machine-outil ou au porte-outil pour absorber et dissiper l'énergie vibratoire. Par exemple, certains porte-outils sont dotés d'éléments amortisseurs intégrés, tels que du caoutchouc ou des matériaux viscoélastiques. Ces matériaux peuvent se déformer sous l’effet des vibrations et convertir l’énergie vibratoire en chaleur, réduisant ainsi l’amplitude des vibrations.
Conclusion
La réduction des vibrations lors de l’utilisation d’outils de tournage plats nécessite une approche globale. En résolvant les problèmes liés aux machines-outils, en optimisant la géométrie et les matériaux des outils, en prenant en compte les propriétés de la pièce et en ajustant les paramètres de coupe, nous pouvons minimiser efficacement les vibrations. En tant que [Votre position dans l'entreprise] chez l'un des principaux fournisseurs d'outils de tournage plats, nous nous engageons à fournir des outils et des solutions de haute qualité à nos clients. NotreFraises en bout de micro-diamètre,Outils de coupe modulaires, etOutil de rainurage interne pour CNCsont conçus avec des technologies avancées pour vous aider à obtenir de meilleurs résultats d’usinage avec une réduction des vibrations.
Si vous rencontrez des problèmes de vibrations dans vos opérations de tournage à plat ou êtes intéressé par nos produits, nous vous invitons à nous contacter pour une discussion détaillée et une négociation d'approvisionnement. Notre équipe d’experts est prête à vous aider à trouver les solutions les plus adaptées à vos besoins spécifiques.
Références
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2009). Ingénierie et technologie de fabrication. Salle Pearson-Prentice.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P. et Knight, WA (2011). Conception de produits pour la fabrication et l'assemblage. Presse CRC.
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.