Le refroidissement et la lubrification jouent un rôle crucial dans l'usinage sur tour suisse, un procédé de fabrication de précision largement utilisé dans diverses industries. En tant que fournisseur suisse d'usinage de tours, je comprends l'importance de ces facteurs pour garantir une production de haute qualité, prolonger la durée de vie des outils et améliorer l'efficacité globale de l'usinage. Dans ce blog, j'aborderai les exigences en matière de refroidissement et de lubrification dans l'usinage sur tours suisses.
L'importance du refroidissement dans l'usinage des tours suisses
Génération de chaleur dans l'usinage
Lors de l'usinage sur tour suisse, une quantité importante de chaleur est générée. Cette chaleur provient de plusieurs sources. La principale source est la friction entre l’outil de coupe et la pièce. Lorsque l'outil traverse le matériau, le contact et le mouvement relatif entre eux provoquent la conversion de l'énergie mécanique en énergie thermique. Par exemple, lors de l'usinage de métaux durs comme l'acier inoxydable ou le titane, les propriétés de haute résistance des matériaux nécessitent plus de force de la part de l'outil de coupe, ce qui entraîne une génération de chaleur plus importante.
Une autre source de chaleur est la déformation du matériau de la pièce. Au fur et à mesure que l'outil cisaille et enlève de la matière de la pièce, celle-ci subit une déformation plastique. Ce processus de déformation dégage également de la chaleur. Si elle n’est pas correctement gérée, cette chaleur peut avoir plusieurs impacts négatifs sur le processus d’usinage.
Effets négatifs de la chaleur excessive
Une chaleur excessive peut entraîner une dilatation thermique de l'outil de coupe et de la pièce à usiner. Dans le cas de l’outil de coupe, la dilatation thermique peut modifier sa géométrie, affectant la précision de la coupe. Par exemple, un léger changement dans l'arête de coupe de l'outil dû à la dilatation thermique peut entraîner des imprécisions dimensionnelles dans la pièce usinée. Côté pièce, la dilatation thermique peut provoquer une déformation ou une déformation, rendant difficile le respect des tolérances requises.
De plus, les températures élevées peuvent réduire la dureté et la résistance à l’usure de l’outil de coupe. L'outil peut s'émousser plus rapidement, ce qui entraîne une usure accrue de l'outil et une durée de vie plus courte. Cela augmente non seulement le coût de remplacement des outils, mais nécessite également des changements d'outils plus fréquents, ce qui perturbe le processus d'usinage et réduit la productivité.
Exigences de refroidissement
Pour résoudre les problèmes liés à la chaleur, un refroidissement efficace est essentiel. Le système de refroidissement dans l'usinage sur tour suisse doit être capable d'évacuer la chaleur de la zone de coupe le plus rapidement possible. L’une des méthodes de refroidissement les plus courantes consiste à utiliser des liquides de coupe. Les liquides de coupe, également appelés liquides de refroidissement, sont appliqués directement sur la zone de coupe.
Il existe différents types de fluides de coupe, notamment les fluides à base d'eau, à base d'huile et synthétiques. Les liquides de refroidissement à base d'eau sont populaires en raison de leurs bonnes propriétés de refroidissement et de leur coût relativement faible. Ils peuvent absorber une grande quantité de chaleur par évaporation et convection. Les liquides de refroidissement à base d'huile, en revanche, offrent une meilleure lubrification en plus du refroidissement. Ils forment un film mince entre l'outil de coupe et la pièce, réduisant ainsi la friction et la génération de chaleur. Les fluides synthétiques sont conçus pour offrir une combinaison de bonnes propriétés de refroidissement et de lubrification, et ils sont souvent utilisés dans les opérations d'usinage de haute précision.
Le débit du liquide de coupe est également un facteur important. Il devrait suffire de garantir que la zone de coupe soit continuellement inondée de liquide de refroidissement. Un débit approprié peut aider à évacuer les copeaux générés lors de l'usinage, les empêchant de s'accumuler dans la zone de coupe et provoquant une génération de chaleur supplémentaire. De plus, la température du liquide de coupe doit être contrôlée. Si le liquide de refroidissement est trop chaud, son efficacité de refroidissement sera réduite.
Le rôle de la lubrification dans l'usinage des tours suisses
Réduction des frottements
La lubrification est tout aussi importante dans l’usinage sur tours suisses. La fonction principale de la lubrification est de réduire la friction entre l'outil de coupe et la pièce à usiner. En formant un film lubrifiant, le lubrifiant sépare les deux surfaces en contact, minimisant ainsi le contact direct métal sur métal. Cela réduit la force de friction, ce qui réduit la quantité de chaleur générée pendant la coupe.
Par exemple, lors de l’usinage des alliages d’aluminium, un bon lubrifiant peut réduire considérablement la formation d’arêtes accumulées. Un bord accumulé est une masse de matériau de pièce à usiner qui adhère au bord de l'outil de coupe. Cela peut modifier la géométrie de l'outil de coupe, affecter l'état de surface de la pièce usinée et augmenter la force de coupe. La lubrification aide à prévenir la formation de bords rapportés en réduisant l'adhérence entre l'outil et le matériau de la pièce à usiner.
Amélioration de la finition de surface
La lubrification a également un impact positif sur l’état de surface de la pièce usinée. Un processus de coupe bien lubrifié donne une surface plus lisse. Le lubrifiant aide l'outil de coupe à se déplacer plus facilement sur la surface de la pièce, réduisant ainsi l'apparition de rayures et de zones rugueuses. Ceci est particulièrement important dans les applications où une finition de surface de haute qualité est requise, comme dans la production de dispositifs médicaux ou de composants aérospatiaux.
Extension de la durée de vie des outils
Semblable au refroidissement, une lubrification appropriée peut prolonger la durée de vie de l’outil de coupe. En réduisant la friction et l'usure, l'outil subit moins de contraintes et de dommages pendant le processus d'usinage. Cela permet à l'outil de conserver ses performances de coupe pendant une période plus longue, réduisant ainsi la fréquence des changements d'outils et améliorant la rentabilité globale de l'opération d'usinage.
Exigences de lubrification
Le choix du lubrifiant dépend de plusieurs facteurs, notamment du type de matériau de la pièce à usiner, de l'opération de coupe et des conditions d'usinage. Pour l'usinage général des métaux ferreux, les lubrifiants à base d'huile sont souvent préférés en raison de leurs excellentes propriétés lubrifiantes. Cependant, pour les métaux non ferreux comme l'aluminium ou le cuivre, les lubrifiants à base d'eau peuvent être plus adaptés car ils peuvent assurer un bon refroidissement et une bonne lubrification tout en étant moins susceptibles de provoquer des taches sur la surface de la pièce.
La méthode d’application du lubrifiant est également cruciale. Elle peut être appliquée de différentes manières, telles que la lubrification par inondation, la lubrification par brouillard ou la lubrification en quantité minimale (MQL). La lubrification par inondation consiste à fournir en permanence une grande quantité de lubrifiant à la zone de coupe. Cette méthode est efficace pour éliminer la chaleur et les copeaux mais peut entraîner une consommation de lubrifiant plus élevée. La lubrification par brouillard pulvérise un fin brouillard de lubrifiant sur la zone de coupe, ce qui peut fournir une lubrification suffisante avec moins d'utilisation de lubrifiant. MQL, quant à lui, utilise une très petite quantité de lubrifiant, généralement sous la forme d’un fin brouillard d’huile mélangé à de l’air comprimé. Il s'agit d'une méthode de lubrification respectueuse de l'environnement et rentable qui permet d'obtenir de bons résultats d'usinage.
Refroidissement et lubrification dans différentes opérations d'usinage
Opérations de tournage
Lors des opérations de tournage sur un tour suisse, l'outil de coupe tourne autour de la pièce pour enlever de la matière. Le refroidissement et la lubrification sont essentiels pour maintenir le tranchant de l'outil et assurer un contrôle dimensionnel précis. Le liquide de coupe doit être dirigé précisément vers le point de coupe pour éliminer efficacement la chaleur et les copeaux. Par exemple, lors du tournage d'un arbre long, le liquide de refroidissement doit être appliqué sur toute la longueur de la zone de coupe pour éviter un chauffage inégal et garantir une finition de surface homogène.
Opérations de fraisage
Les opérations de fraisage impliquent l'utilisation d'une fraise rotative à plusieurs dents pour enlever la matière de la pièce. Dans ce cas, les exigences en matière de refroidissement et de lubrification sont plus complexes en raison des multiples arêtes de coupe et des différentes forces de coupe impliquées. Le liquide de coupe doit pouvoir atteindre toutes les arêtes de coupe pour assurer un refroidissement et une lubrification uniformes.Usinage composé de tournage et de fraisage CNCcombine les avantages des opérations de tournage et de fraisage, et un refroidissement et une lubrification appropriés sont encore plus essentiels pour garantir des résultats de haute qualité.
Opérations de forage
Le perçage est une autre opération courante dans l’usinage sur tour suisse.Perçage de trous en profondeur CNCnécessite une attention particulière au refroidissement et à la lubrification. À mesure que le foret pénètre plus profondément dans la pièce, la dissipation de la chaleur devient plus difficile. Le liquide de coupe doit être forcé dans le trou de forage pour éliminer la chaleur et les copeaux du fond du trou. Un refroidissement et une lubrification insuffisants lors du forage de trous profonds peuvent entraîner une casse du foret, une mauvaise qualité du trou et une usure accrue de l'outil.
Refroidissement et lubrification dans la production de prototypage de précision
DansProduction de prototypage de précision, où les pièces de haute précision sont produites en petites quantités, le refroidissement et la lubrification sont de la plus haute importance. Les tolérances serrées et les finitions de surface de haute qualité requises dans le prototypage exigent un environnement d'usinage bien contrôlé.
Le choix des méthodes de refroidissement et de lubrification doit être soigneusement étudié pour garantir que les pièces prototypes répondent aux spécifications de conception. Par exemple, dans la réalisation d'un prototype de dispositif médical de précision, l'utilisation d'un fluide de coupe propre et non corrosif est nécessaire pour éviter toute contamination de la pièce. De plus, la lubrification doit être suffisante pour éviter tout défaut de surface susceptible d'affecter la fonctionnalité du prototype.
Conclusion
En conclusion, le refroidissement et la lubrification sont des aspects essentiels de l’usinage sur tour suisse. Ils sont essentiels au maintien de la précision, de l’état de surface et de la durée de vie de l’outil dans le processus d’usinage. En tant que fournisseur suisse d'usinage de tours, nous comprenons l'importance de ces facteurs et possédons l'expertise nécessaire pour fournir les solutions optimales de refroidissement et de lubrification pour différentes opérations d'usinage.
Que vous ayez besoin de pièces de haute précision pour les industries aérospatiale, médicale ou automobile, nos capacités avancées d'usinage sur tour suisse, combinées à des techniques de refroidissement et de lubrification appropriées, peuvent garantir que vous recevez des pièces qui répondent exactement à vos exigences. Si vous êtes intéressé par nos services d'usinage sur tour suisse, n'hésitez pas à nous contacter pour l'achat et d'autres discussions.
Références
- Kalpakjian, S. et Schmid, SR (2009). Ingénierie et technologie de fabrication. Salle Pearson-Prentice.
- Trent, EM et Wright, PK (2000). Découpe de métal. Butterworth-Heinemann.
