Comment choisir les bons inserts en carbure?

Les inserts en carbure sont des outils de coupe essentiels dans les processus d'usinage modernes, offrant des performances élevées et une durabilité. En tant que fournisseur d'inserts en carbure, je comprends les défis auxquels les clients sont confrontés lors du choix des bons inserts pour leurs applications spécifiques. Dans ce blog, je partagerai quelques facteurs clés à considérer lors de la sélection des inserts en carbure pour vous aider à prendre une décision éclairée.

Comprendre les inserts en carbure

Les inserts de carbure sont fabriqués à partir d'une combinaison de particules de carbure de tungstène et d'un liant métallique, généralement du cobalt. Cette composition donne aux inserts en carbure de leurs excellentes propriétés de dureté, de résistance à l'usure et de résistance à la chaleur. Ils sont largement utilisés dans les opérations de virage, de fraisage, de forage et d'autres usinages dans diverses industries, notamment l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication générale.

Il existe différents types d'inserts en carbure disponibles sur le marché, chacun conçu pour des applications d'usinage spécifiques. Certains types courants incluent:

• Tourner les inserts: Utilisé pour les opérations de rotation externes et internes sur les pièces cylindriques.
• Inserts de fraisage: Convient pour le broyage du visage, le broyage des épaules, le broyage final et d'autres opérations de fraisage.
• Inserts de forage: Conçu pour percer des trous dans divers matériaux.
• Inserts ennuyeux: Utilisé pour élargir les trous existants ou atteindre des diamètres internes précis.

Facteurs à considérer lors du choix des inserts en carbure

Compatibilité des matériaux

Le premier et le plus important facteur à considérer est le matériau que vous allez usiner. Différents matériaux ont des caractéristiques différentes de dureté, de ténacité et de machinabilité, qui nécessitent des notes de carbure et des géométries spécifiques.

• Métaux ferreux: Pour l'usinage de l'acier, de la fonte et d'autres métaux ferreux, des inserts en carbure avec une résistance à l'usure élevée et une ténacité sont recommandés. Les notes avec une structure à grains fins et un pourcentage élevé de carbure de tungstène conviennent souvent à ces matériaux.
• Métaux non ferreux: L'aluminium, le cuivre et d'autres métaux non ferreux ont une dureté plus faible et une conductivité thermique plus élevée par rapport aux métaux ferreux. Les inserts avec un tranchant pointu et un angle de râteau élevé sont généralement utilisés pour l'usinage des métaux non ferreux afin de réduire les forces de coupe et d'empêcher la formation de bords.
• Matériaux durs: Lors de l'usinage des aciers durcis, des alliages de titane et d'autres matériaux durs, des inserts en carbure avec une dureté élevée et une résistance à la chaleur sont nécessaires. Les grades avec un revêtement en céramique ou en nitrure de bore cubique (CBN) peuvent fournir d'excellentes performances dans ces applications.
• Matériaux composites: Les matériaux composites d'usinage tels que les polymères renforcés en fibre de carbone (CFRP) et les polymères renforcés en fibre de verre (GFRP) nécessitent des inserts avec une géométrie et un revêtement spéciaux pour éviter la délamination et le retrait des fibres.

Opération d'usinage

Le type d'opération d'usinage que vous effectuez joue également un rôle crucial dans le choix des bons inserts en carbure. Différentes opérations ont des conditions de coupe différentes, telles que la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et la profondeur de coupe, qui nécessitent des géométries et des grades d'insertion spécifiques.

• Tournant: Dans les opérations de virage, la géométrie d'insert affecte les forces de coupe, la formation des puces et la finition de surface. Les inserts avec un angle de râteau positif sont généralement utilisés pour un virage rugueux pour réduire les forces de coupe, tandis que les inserts avec un angle de râteau négatif conviennent aux opérations de finition pour améliorer la qualité de la surface.
• Fraisage: Les opérations de broyage impliquent plusieurs bords de coupe et nécessitent des inserts avec une puissance de pointe et une bonne évacuation des puces. Les inserts avec un angle d'hélice élevé et un grand espace de flûte sont souvent utilisés pour le fraisage pour améliorer le débit des puces et réduire le risque de colmatage des puces.
• Forage: Les inserts de forage doivent avoir un point tranchant et une bonne capacité d'évacuation des puces. Les inserts avec une forme de flûte parabolique et un angle d'hélice élevé sont couramment utilisés pour le forage afin d'améliorer l'élimination des puces et de réduire le risque de rupture de forage.
• Ennuyeux: Les opérations ennuyeuses nécessitent des inserts avec une précision élevée et une stabilité. Les inserts avec un grade de carbure à grains fins et un système de serrage rigide sont généralement utilisés pour que l'ennui pour obtenir des diamètres de trous précis et des finitions de surface.

Conditions de coupe

Les conditions de coupe, notamment la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et la profondeur de coupe, ont un impact significatif sur les performances et la durée de vie des inserts de carbure. Il est important de sélectionner des inserts qui peuvent résister aux conditions de coupe spécifiques de votre opération d'usinage.

• Vitesse de coupe: La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle le tranchant de l'insert se déplace par rapport à la pièce. Des vitesses de coupe plus élevées entraînent généralement une productivité accrue, mais augmentent également la chaleur générée à la pointe, ce qui peut entraîner une usure et une défaillance. Il est important de choisir des inserts avec un revêtement et un grade appropriés qui peuvent résister aux vitesses de coupe élevées requises pour votre application.
• Taux d'alimentation: La fréquence d'alimentation est la distance que l'insert déplace le long de la pièce par révolution ou par dent. Un taux d'alimentation plus élevé peut augmenter le taux d'élimination des matériaux, mais augmente également les forces de coupe et le risque de rupture d'insertion. Il est important de sélectionner des inserts avec un tranchant fort et une géométrie appropriée qui peut gérer la fréquence d'alimentation requise pour votre application.
• Profondeur de coupe: La profondeur de coupe est l'épaisseur du matériau retiré en un seul passage. Une plus grande profondeur de réduction peut augmenter le taux d'élimination des matériaux, mais augmente également les forces de coupe et le risque d'usure et de rupture d'insertion. Il est important de choisir des inserts avec une résistance et une ténacité suffisantes pour gérer la profondeur de coupe requise pour votre application.

Insérer la géométrie

La géométrie de l'insert se réfère à la forme et aux dimensions de l'insert, y compris l'angle de pointe, l'angle de râteau, l'angle de dégagement et le rayon du nez. La géométrie d'insert affecte les forces de coupe, la formation des puces et la finition de surface de la pièce usinée.

• Angle de pointe: L'angle de pointe est l'angle entre le bord de coupe et la surface de la pièce. Un angle de pointe plus grand entraîne généralement des forces de coupe plus faibles et une meilleure formation de puces, mais elle peut également réduire la résistance du tranchant.
• Angle de râteau: L'angle de râteau est l'angle entre la face de râteau de l'insert et la surface de la pièce. Un angle de râteau positif réduit les forces de coupe et améliore le flux de puces, mais il peut également réduire la résistance du tranchant. Un angle de râteau négatif augmente la résistance du bord de coupe mais augmente également les forces de coupe.
• Angle de dégagement: L'angle de dégagement est l'angle entre la face du flanc de l'insert et la surface de la pièce. Un angle de dégagement plus grand réduit la friction entre l'insert et la pièce, ce qui peut améliorer la finition de surface et réduire le risque d'usure d'insertion.
• Rayon de nez: Le rayon du nez est le rayon de la pointe arrondie de l'insert. Un rayon de nez plus important peut améliorer la finition de surface et réduire le risque de rupture d'insertion, mais il peut également augmenter les forces de coupe.

Revêtement

Le revêtement est un facteur important à considérer lors du choix des inserts en carbure. Les revêtements peuvent améliorer la résistance à l'usure, la résistance à la chaleur et la lubricité des inserts, ce qui peut prolonger la durée de vie de leur outil et améliorer les performances d'usinage.

• Revêtement en étain: Le nitrure de titane (TIN) est un revêtement commun utilisé sur les inserts en carbure. Il offre une bonne résistance à l'usure et une apparence de couleur or. Les revêtements en étain conviennent aux applications d'usinage générales.
• Revêtement ticn: Les revêtements en carbonitride en titane (TICN) offrent une meilleure résistance à l'usure et une dureté plus élevée que les revêtements en étain. Ils sont souvent utilisés pour l'usinage des matériaux plus durs et à des vitesses de coupe plus élevées.
• Revêtement altin: Les revêtements de nitrure de titane en aluminium (Altin) ont une excellente résistance à la chaleur et une résistance à l'oxydation. Ils conviennent aux applications d'usinage à grande vitesse et d'usinage à sec.
• Revêtement en diamant: Les revêtements de diamants offrent le plus haut niveau de résistance à l'usure et conviennent à l'usinage des métaux, des composites et d'autres matériaux difficiles à machine.

Conclusion

Choisir les bons inserts en carbure est crucial pour réaliser des performances d'usinage optimales et une productivité. En considérant des facteurs tels que la compatibilité des matériaux, le fonctionnement d'usinage, les conditions de coupe, les insert géométrie et le revêtement, vous pouvez sélectionner les inserts les mieux adaptés à votre application spécifique. En tant que fournisseur d'inserts en carbure, je m'engage à fournir des produits de haute qualité et un support technique professionnel pour vous aider à faire le bon choix. Si vous avez des questions ou avez besoin d'aide supplémentaire pour sélectionner des inserts en carbure, n'hésitez pas à me contacter pour une discussion de consultation et d'approvisionnement.

Références

• Kalpakjian, S., et Schmid, Sr (2009). Ingénierie et technologie de fabrication. Pearson Prentice Hall.
• Trent, Em et Wright, PK (2000). Coupe de métaux. Butterworth-Heinemann.
• Comité du manuel ASM. (2000). Handbook ASM, Volume 16: Usinage. ASM International.