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Jul 22, 2023

Tirer le meilleur parti de vos outils ennuyeux

Par Allied Machine & Engineering Corp. Alésage fin, usinage d'ébauche,

Par Allied Machine & Engineering Corp.

Alésage fin, ébauche, alésage de grand diamètre - quel que soit le type d'application, il est essentiel de tirer le meilleur parti des outils d'alésage. Les applications de finition de trous, que ce soit dans un atelier ou dans un environnement de production élevée, nécessitent de la précision. Voici des façons de tirer le meilleur parti de vos outils ennuyeux.

Savoir quels défis peuvent être rencontrés et quels outils d'alésage sont les plus appropriés pour le travail peut aider à réussir dans une application et à produire des composants qui répondent à des exigences de finition spécifiques.

Lorsqu'il s'agit de tirer le meilleur parti des outils ennuyeux, il est important de se rappeler que les outils ennuyeux doivent être sélectionnés en fonction des exigences uniques de chaque travail. Lorsqu'un outil d'alésage est ajusté pour percer un diamètre spécifique, l'équilibre de l'outil est affecté, ce qui à son tour affecte la taille du trou, la finition et le taux de pénétration de l'outil d'alésage. Alors que les travaux à faible volume jugent généralement les outils d'alésage polyvalents plus avantageux, les travaux à volume élevé et ceux avec des tolérances plus strictes ou des exigences de finition fine dictent des outils dédiés à utiliser dans chaque application.

Un autre conseil important est de garder l'outil aussi court que possible pour réduire la déviation, ce qui peut entraîner une mauvaise finition. Le rapport longueur/diamètre est extrêmement important pour les outils d'alésage. Idéalement, le rapport longueur/diamètre pour les systèmes d'alésage non amortis est de 5xD ou moins, tandis que les technologies de métal lourd, de carbure et d'amortissement des vibrations peuvent permettre un alésage jusqu'à 10xD.

Natalie Wise, chef de produit des gammes de produits d'alésage d'Allied Machine, a déclaré : « Nos modules Novitech utilisent un fluide viscoélastique pour minimiser les vibrations permettant des profondeurs d'alésage jusqu'à 10xD. Non seulement cette technologie d'amortissement des vibrations améliore la durée de vie de vos outils d'alésage, mais elle prolonge également la durée de vie de la broche tout en produisant une qualité de surface exceptionnelle.

Avec les systèmes d'alésage modulaires, il est important de considérer les composants sélectionnés pour un travail, puis d'essayer de supprimer toute longueur inutile. Parce qu'en matière de solutions d'outils ennuyeux, plus elles sont courtes et robustes, mieux c'est.

Dans les applications d'alésage de grand diamètre, il est important de déterminer si la machine dont l'utilisation est prévue est équipée d'un fourreau. Un fourreau est un système de vérin qui prolonge la broche au-delà de sa position standard. Aussi appelées broche d'alésage, les piquants sont disponibles en différents diamètres, généralement entre cinq et dix pouces, et peuvent avoir plusieurs pieds de course.

Lors de l'alésage de grands diamètres qui ont une certaine profondeur, les fourreaux permettent de rendre l'outil d'alésage aussi court que possible, ce qui peut faire la différence entre l'outil qui fonctionne ou non. Il est également important de garder quelques autres facteurs à l'esprit. Un rayon de bec trop grand et une profondeur de coupe trop faible provoqueront une poussée (déviation radiale) et un broutage, ce qui se traduira par une finition et une durée de vie de l'outil médiocres.

Il faut également regarder les inserts utilisés avec des outils ennuyeux car ils jouent également un rôle important. Les géométries et les nuances appropriées doivent être sélectionnées en fonction du matériau usiné, de la quantité de matière à enlever et de la durée de vie de l'outil nécessaire. De plus, les revêtements et le rayon du bec de plaquette, qui doivent correspondre à la profondeur de coupe, ont un impact sur les performances de l'outil. Les brise-copeaux affectent également les performances car le contrôle des copeaux est souvent une fonction du brise-copeaux de la plaquette et, par conséquent, peut déterminer le succès ou l'échec. Ce n'est pas seulement l'outil lui-même qui peut déterminer le succès, mais ce sont aussi les capacités d'une machine. Par exemple, les grands diamètres peuvent présenter des problèmes lors de la prise en compte du poids et du moment de l'outil d'alésage. Le poids et le moment de l'outil affecteront la capacité du système de préhension à maintenir l'outil dans la broche, ce qui peut entraîner divers problèmes, et affectera le système de changeur d'outils pour effectuer le changement d'outil ou stocker l'outil dans son magasin. Un autre problème peut être la puissance disponible luttant contre le diamètre de l'outil et la quantité de matière retirée. Il est donc clairement important de garder à l'esprit les limites de la machine.

Néanmoins, l'évaluation des solutions d'outils ennuyeux en fonction des besoins de l'application est toujours essentielle. Les connexions modulaires, par exemple, sont largement bénéfiques dans les applications ennuyeuses. Non seulement ces connexions réduisent le besoin d'extensions spéciales, mais elles permettent également une adaptation facile aux machines. Grâce à une connexion modulaire, les queues peuvent être rapidement changées pour différents types de broches ; en outre, il offre une flexibilité maximale d'un système, permettant plusieurs configurations.

Lors de l'utilisation d'une connexion modulaire, un outil peut être rendu aussi court et robuste que possible. En optimisant les composants modulaires utilisés pour donner à un outil d'alésage sa longueur, comme les rallonges, les réducteurs et les tiges principales de longueur allongée, le rapport LxD peut être considérablement réduit.

Par exemple, pour un trou de 75 millimètres d'une profondeur de 300 millimètres, une configuration de forage peut donner un rapport de 7xD tandis qu'une autre de la même longueur peut n'être que de 5xD. La configuration 5xD fonctionnera finalement mieux que la 7xD, en particulier lorsque le temps de cycle est pris en compte.

En plus des connexions modulaires, il faut également déterminer si un seul outil d'alésage ou un kit d'alésage est la meilleure option pour une application spécifique.

Alors que les kits offrent de la flexibilité, les outils d'alésage simples offrent la cohérence lorsque cela est le plus nécessaire. Pour les ateliers, il est souvent avantageux d'utiliser des kits d'alésage pour permettre plusieurs gammes de diamètres en fonction des besoins individuels d'un atelier.

Certains des meilleurs environnements de kits incluent les départements de prototypes, les lots courts, les composants uniques à faible production et les départements de réparation. Fondamentalement, les kits d'alésage sont idéaux pour les machinistes à la recherche d'un outil d'alésage pour faire une variété de choses différentes. À l'inverse, les outils d'alésage individuels sont plus souvent utilisés dans un environnement de production élevée. Si un atelier exécute la production jour après jour, les configurations d'outil unique permettent de réduire les coûts d'outil et de maintenir la cohérence nécessaire pour une plage de diamètres plus étroite.

Les outils d'alésage personnalisés sont une autre option à considérer lors de la sélection de l'outillage. Qu'il s'agisse de réduire le temps de cycle et d'améliorer la qualité d'un composant ou de réaliser des économies en combinant plusieurs alésages en une seule opération, les outils d'alésage spéciaux offrent une variété d'avantages.

Dans le même temps, alors que de nombreuses applications ennuyeuses peuvent exécuter des outils prêts à l'emploi, il existe toujours des applications uniques qui nécessitent des solutions spéciales. Les profils de trous complexes et les limitations du magasin de la machine-outil exigent un seul outil avec plusieurs diamètres et étapes. Un autre exemple serait le développement d'outils d'alésage en ligne, qui ont été créés en raison des limites inhérentes aux outils d'alésage en termes de longueur et de la nécessité d'obtenir une concentricité entre des trous séparés ainsi que les tolérances d'arrondi et de diamètre de chacun. En fin de compte, les outils d'alésage personnalisés offrent de nombreux avantages, mais sont souvent développés en fonction des besoins particuliers d'une application.

Peu importe l'outil ennuyeux, il y a souvent des défis à relever pour tirer le meilleur parti de votre outillage. Prenez la finition de surface par exemple ; les outils d'alésage permettent d'obtenir une finition de surface très fine, en particulier lors de l'utilisation d'une plaquette à géométrie Wiper ; cependant, la vitesse d'avance, le rayon du bec et la profondeur de coupe jouent également un rôle essentiel pour répondre aux exigences de finition nécessaires. Bien que ce ne soit généralement pas un problème, le liquide de refroidissement peut aider à obtenir la finition de surface souhaitée et peut améliorer la durée de vie de l'outil tant que le liquide de refroidissement est maintenu.

Néanmoins, une attention particulière doit être portée au liquide de refroidissement dans plusieurs conditions :• Outils numériques intégrés - Certaines têtes d'alésage numériques ont des limites de pression de liquide de refroidissement. Le dépassement de ces limites peut endommager les composants internes de la tête d'alésage. De nombreux magasins utilisent des pompes de 1000 psi, ce qui peut malheureusement entraîner la défaillance des joints. En particulier dans les alésages de finition, cette pression de liquide de refroidissement n'est pas nécessaire. Les copeaux sont souvent si petits qu'ils sont exagérés pour l'évacuation des copeaux, donc si le contrôle des copeaux est correct, 300 psi est tout à fait acceptable. • Applications d'ébauche lourde – Si la quantité de matière enlevée est supérieure à la différence entre la taille du trou et le diamètre du corps, l'évacuation des copeaux peut être entravée, l'arrosage jouera donc un rôle important dans ces situations. • Inserts CBN – Le CBN ne supporte pas bien les chocs thermiques, qui peuvent se produire lorsque du liquide de refroidissement est utilisé. Dans la plupart des cas, le CBN fonctionne à sec pour éviter les problèmes.

En fin de compte, les liquides de refroidissement solubles ont tendance à être les meilleurs pour les composants internes des outils d'alésage, car les synthétiques peuvent causer des dommages internes et réduire la précision.

L'évacuation des copeaux, bien que plus problématique lors de l'ébauche que de la finition, est un domaine clé où la sélection de la plaquette peut faire une différence significative. Les géométries doivent être soigneusement sélectionnées en fonction du matériau à aléser et de la quantité de matière à enlever.

Un autre aspect auquel il faut prêter attention est le diamètre du corps de l'outil d'alésage et des composants modulaires supplémentaires tels que les rallonges et les réducteurs par rapport à la quantité de matière retirée. Si la matière retirée dépasse la différence entre la taille du trou et le diamètre du corps, l'évacuation des copeaux peut être entravée et endommager l'outil d'alésage et éventuellement la pièce à usiner. Dans l'ensemble, plus le copeau est court, meilleure est l'évacuation des copeaux, donc être attentif à la sélection de l'outil et à l'application elle-même entraîne une meilleure formation des copeaux.

Tout comme les nouveaux revêtements de plaquettes introduits, les outils d'alésage dans leur ensemble verront probablement des améliorations continues et quelques innovations. Comme dans toute autre industrie, la technologie qui n'était auparavant utilisée que dans des applications spéciales ponctuelles ou à faible volume sera transférée à des applications quotidiennes plus courantes, devenant plus accessible tout en étant moins coûteuse.

Finalement, la plupart sinon tous les outils d'alésage réglables seront numériques. Il peut également devenir courant que les outils d'alésage réglables soient réglés par un module séparé ou même par votre téléphone. Bien que cela ne soit pas de notoriété publique, une technologie similaire existe maintenant sur le marché.

Cependant, alors que l'industrie de l'usinage attend ces progrès, tirer le meilleur parti de ses outils d'alésage nécessite d'examiner quelles solutions d'outillage fonctionneront le mieux dans l'environnement de travail et comment ces outils peuvent surmonter les défis potentiels.

Agrandissement d'un trou déjà percé ou carotté. Généralement, il s'agit d'une opération de dressage du trou préalablement percé avec un outil monopoint type tour. L'alésage est essentiellement un tournage intérieur, dans la mesure où généralement un outil de coupe à une seule pointe forme la forme intérieure. Certains outils sont disponibles avec deux arêtes de coupe pour équilibrer les forces de coupe.

Outil de précision à un ou plusieurs points utilisé pour amener un trou existant dans la tolérance dimensionnelle. La tête se fixe à un porte-outil standard et un mécanisme permet d'effectuer des réglages fins sur la tête dans une plage de diamètres.

Condition de vibration impliquant la machine, la pièce et l'outil de coupe. Une fois que cette condition survient, elle est souvent auto-entretenue jusqu'à ce que le problème soit corrigé. Le broutage peut être identifié lorsque des lignes ou des rainures apparaissent à intervalles réguliers dans la pièce. Ces lignes ou rainures sont causées par les dents de la fraise lorsqu'elles entrent et sortent de la pièce à usiner et leur espacement dépend de la fréquence des vibrations.

Fluide qui réduit l'accumulation de température à l'interface outil/pièce lors de l'usinage. Prend normalement la forme d'un liquide tel que des mélanges solubles ou chimiques (semi-synthétiques, synthétiques) mais peut être de l'air sous pression ou un autre gaz. En raison de la capacité de l'eau à absorber de grandes quantités de chaleur, elle est largement utilisée comme liquide de refroidissement et véhicule pour divers composés de coupe, le rapport eau-composé variant selon la tâche d'usinage. Voir fluide de coupe; fluide de coupe semi-synthétique; fluide de coupe à base d'huile soluble; liquide de coupe synthétique.

Cristal fabriqué à partir de nitrure de bore sous haute pression et température. Utilisé pour couper des matériaux ferreux et à base de nickel difficiles à usiner jusqu'à 70 HRC. Deuxième matériau le plus dur après le diamant. Voir les outils superabrasifs.

Distance entre le bas de la coupe et la surface non coupée de la pièce, mesurée dans une direction perpendiculaire à la surface usinée de la pièce.

Taux de changement de position de l'outil dans son ensemble, par rapport à la pièce lors de la coupe.

Bord d'enlèvement de métal sur la face d'une fraise qui se déplace dans un plan perpendiculaire à l'axe. C'est le bord qui balaie la surface usinée. Le méplat doit être aussi large que l'avance par tour de la fraise. Cela permet à n'importe quelle plaquette donnée d'essuyer toute la surface de la pièce et de donner une finition de surface fine à une vitesse d'avance élevée.