Usinage faible

Les aciers à faible et moyenne teneur en carbone constituent l'épine dorsale de pratiquement toutes les opérations d'atelier dans leurs applications d'ingénierie générale et leurs pièces fabriquées.

Ce qui les définit, c'est le pourcentage de carbone dans l'acier ; 0,15 à 0,30 pour cent pour l’acier « doux » à faible teneur en carbone et 0,30 à 0,60 pour cent pour l’acier à moyenne teneur en carbone. Selon cnccookbook.com, les aciers doux sont courants et largement utilisés en raison de leur bonne usinabilité et soudabilité combinées à leur faible coût. La plupart des qualités sont disponibles formées à froid ou laminées à chaud. L'acier doux est utilisé pour les pièces qui peuvent être cémentées, mais dont la résistance du noyau n'est pas critique. Compte tenu du coût avantageux de ce matériau, les fabricants l'utilisent souvent pour des pièces en grand volume telles que des pièces de machines à vis, des arbres, des engrenages légèrement sollicités et des surfaces, broches et chaînes résistantes à l'usure. D'autres applications incluent les constructions soudées, les boîtes de vitesses, les transmissions et les pièces d'ingénierie générale.

Cependant, les aciers doux présentent des problèmes de tournage, de perçage et de fraisage. Ce sont des matériaux mous et gommeux, formant fréquemment des copeaux longs et problématiques. Il n'est pas surprenant que la question la plus fréquemment posée concernant le traitement de ces aciers soit de savoir comment briser les copeaux. Les réponses se trouvent dans le contrôle des copeaux via l'avance, la profondeur de coupe et la sélection de la géométrie des plaquettes.

L'acier à teneur moyenne en carbone présente une ductilité et une résistance équilibrées ainsi qu'une bonne résistance à l'usure pour les grandes pièces, les pièces forgées et les composants automobiles. Les aciers à moyenne teneur en carbone sont plus résistants et plus durs que les aciers à faible teneur en carbone, mais ils sont plus difficiles à former, à souder et à couper.

Lors d'une discussion, Dave Zunis, directeur de l'ingénierie des services et des applications, Absolute Machine Tools, Lorain, Ohio ; Craig Adorni, ingénieur d'applications, Absolute Machine Tools ; et Rich Ford, ingénieur commercial senior/MTI pour Kennametal Inc., Pittsburgh, ont présenté les approches permettant de sélectionner le bon outil de coupe et les bonnes données de coupe pour relever les défis de l'usinage de l'acier à faible teneur en carbone. Les informations sur l'outil de coupe approprié, la géométrie de la plaquette, les vitesses d'usinage et les avances pour l'application sont en ligne sur le calculateur d'ingénierie de Kennametal ou sur sa base de données exclusive d'outils de coupe NOVO.

Adorni a souligné des problèmes évidents liés au perçage des trous et à la casse des copeaux. « Lorsque vous percez un trou et que les copeaux commencent à apparaître sur l'outil et le porte-outil, vous ne pouvez pas avoir cette boule de copeaux sur le chemin, vous devez donc vous assurer de casser les copeaux. »

Il y a un impact certain sur l'automatisation si les puces ne sont pas cassées, selon Zunis. « Si la perceuse ou le taraud laisse un tas de copeaux, ils peuvent gêner, disons, un robot qui saisit la pièce », a-t-il déclaré. « Les meilleures applications de broyage produiront des chips qui ressemblent à du pop-corn, comme un petit six ou un petit neuf que vous pouvez réellement tenir dans votre main. Ce sera comme de minuscules chips comme du pop-corn volant partout ; ils ne sont pas connectés les uns aux autres et n'agissent pas comme une longue chaîne.

"Mais dans le cas des aciers à faible teneur en carbone, vous pouvez vous retrouver avec un copeau qui ressemble à un nid d'aigle, qui s'enroule autour de la perceuse et est projeté partout", a-t-il poursuivi. Il a noté que, généralement, un souffle d'air ne peut pas déplacer les copeaux, il faut donc les casser. Cela peut être réalisé en augmentant les vitesses d'avance ou en modifiant la géométrie de la plaquette afin que les copeaux se détachent en un petit morceau, « ce qui fait exploser les copeaux », a-t-il expliqué.

Travailler à une vitesse d'avance plus élevée semble intéressant. « Mais les clients ont souvent peur de faire fonctionner les machines les plus récentes à la vitesse d'avance appropriée parce qu'ils sont « de la vieille école » et habitués à faire fonctionner les machines trop lentement, ce qui crée généralement des copeaux longs », a déclaré Adorni. "Mais si vous pouvez augmenter cette vitesse d'avance... vous avez tendance à casser le copeau. Certains machinistes ne prennent pas en compte la nouvelle technologie des CNC, des plaquettes et des outils, qui sont conçus de telle sorte que lorsque vous atteignez une certaine vitesse d'avance pour laquelle l'outil a été conçu ou développé, vous pouvez casser ou casser la puce. Mais si vous n'y parvenez pas et que vous n'utilisez pas la géométrie de l'outil comme vous êtes censé le faire, vous obtiendrez un copeau long et gros, ce qui entraînera des problèmes dans le changeur d'outils.