Service de fabrication de plaquettes en carbure sur mesure

Aspects clés de la conception des plaquettes en carbure

1. Géométrie:
   
   • Forme: Les inserts se présentent sous différentes formes (par exemple, triangulaire, carrée, ronde, losange ou rhombique), chacune convenant à des applications spécifiques. Ces formes sont adaptées à des applications spécifiques :
     
     • Inserts ronds: Idéal pour le fraisage ou le contournage à grande avance.
     • Inserts carrés: Utilisé pour le fraisage ou le tournage d'usage général avec des arêtes de coupe solides.
     • Inserts triangulaires: Courant pour le tournage, offrant une polyvalence avec de multiples arêtes de coupe.
   • Angle d'inclinaison: L'angle de la face de coupe affecte la formation des copeaux et les forces de coupe. Les angles de coupe positifs réduisent les efforts de coupe et sont utilisés pour les matériaux plus tendres, tandis que les angles de coupe négatifs renforcent les arêtes pour les matériaux plus durs ou les coupes lourdes.
   • Angle de dégagement: L'angle entre le flanc de la plaquette et la pièce à usiner empêche le frottement et assure une coupe en douceur. Il est généralement compris entre 5° et 15°, en fonction de l'application.
   • Rayon du nez: La pointe arrondie de la plaquette a un impact sur l'état de surface et la résistance. Les rayons plus petits sont utilisés pour la précision et les coupes légères, tandis que les rayons plus grands permettent de réaliser des coupes plus lourdes, mais peuvent augmenter les vibrations.
2. Conception d'un brise-copeaux:
   
   • Les brise-copeaux sont des rainures ou des caractéristiques sur la surface supérieure de la plaquette qui contrôlent la formation des copeaux, les éloignant de la pièce à usiner afin d'éviter les dommages et d'améliorer la sécurité. Les conceptions varient en fonction du matériau et des conditions de coupe :
     
     • Brise-copeaux à usage léger: Pour les faibles débits d'alimentation et les matériaux souples.
     • Brise-copeaux robustes: Pour les vitesses d'alimentation élevées et les matériaux plus résistants comme l'acier inoxydable.
     • La géométrie du brise-copeaux est adaptée à des avances, des profondeurs de coupe et des types de matériaux spécifiques (acier, aluminium ou titane, par exemple).
3. Matériau et revêtement:
   
   • Matériau de base: Le carbure de tungstène fournit la dureté de base, le cobalt (généralement 6-12%) améliorant la ténacité. La taille des grains de carbure (submicroniques ou grossiers) influe sur les compromis entre dureté et ténacité.
   • Revêtements: Appliqués par des techniques telles que le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou le dépôt physique en phase vapeur (PVD), les revêtements améliorent la résistance à l'usure et réduisent les frottements. Les revêtements les plus courants sont les suivants :
     
     • Nitrure de titane (TiN) : Usage général, résistant à l'usure.
     • Carbonitrure de titane (TiCN) : Pour la coupe à grande vitesse.
     • Oxyde d'aluminium (Al2O3) : Pour les applications à haute température.
     • Revêtements de type diamant : Pour les matériaux non ferreux comme l'aluminium.
   • Les revêtements multicouches combinent les propriétés pour une polyvalence des matériaux et des conditions.
4. Caractéristiques de montage et de fixation:
   
   • Les plaquettes sont conçues avec des trous, des chanfreins ou des fraises pour un montage sûr sur les porte-outils. Les styles de montage les plus courants sont les suivants
     
     • A visser: Un trou central pour la fixation des vis.
     • Clamp-on: Tenue par un collier sans trou, souvent pour les plaquettes à angle de coupe négatif.
   • La géométrie de la base de la plaquette (plate ou avec des caractéristiques de positionnement) assure un positionnement précis et une stabilité pendant la coupe.
5. Préparation des bords:
   
   • Les arêtes de coupe peuvent être adoucies (légèrement arrondies) ou chanfreinées pour augmenter la résistance de l'arête et empêcher l'écaillage, en particulier pour les coupes interrompues ou les matériaux durs.
   • Les arêtes vives sont utilisées pour les matériaux tendres ou les opérations de finition afin de minimiser les efforts de coupe et d'améliorer l'état de surface.
6. Taille et épaisseur de l'insert:
   
   • Les plaquettes sont dimensionnées en fonction du diamètre du cercle inscrit (CI) ou de la longueur de l'arête, ce qui influe sur la profondeur et la stabilité de la coupe. Par exemple, un cercle inscrit plus grand (12 mm) est utilisé pour l'usinage lourd.
   • L'épaisseur a un impact sur la rigidité, les inserts plus épais convenant aux applications à force élevée.

Normes de conception et codification

• Normes ISO/ANSI: Les inserts sont normalisés (par exemple, ISO 1832) avec un système de code décrivant la forme, la taille, la tolérance et les caractéristiques. Par exemple, un code tel que CNMG 120408 indique :
  
  • C: Forme (rhombique, 80°).
  • N: Angle de dégagement (0°, neutre).
  • M: Classe de tolérance.
  • G: Brise-copeaux et style de montage.
  • 12: Taille IC (12 mm).
  • 04: Épaisseur (4 mm).
  • 08: Rayon du nez (0,8 mm).
• Ces codes aident les machinistes à sélectionner des plaquettes pour des outils, des matériaux et des opérations spécifiques.

Applications et considérations de conception

• Conceptions spécifiques aux matériaux: Les plaquettes sont optimisées pour les matériaux tels que l'acier, la fonte, l'aluminium ou les superalliages. Par exemple :
  
  • L'aluminium nécessite des arêtes vives et des surfaces polies pour éviter l'accumulation de matière.
  • Les aciers trempés nécessitent des plaquettes résistantes avec des angles de coupe négatifs et des revêtements robustes.
• Conditions de coupe: Les conceptions tiennent compte de la vitesse, de l'avance et de la profondeur de coupe. L'usinage à grande vitesse peut utiliser des plaquettes revêtues de PVD, tandis que l'ébauche lourde utilise des plaquettes plus épaisses revêtues de CVD.
• Durabilité: Les conceptions modernes mettent l'accent sur les inserts à bords multiples (par exemple, les inserts triangulaires avec six bords utilisables) afin de réduire les déchets et les coûts.