L'importance de l'arrosage dans l'usinage
Les liquides de coupe, communément appelés arrosages, jouent un rôle essentiel dans l'usinage. Comprendre le rôle fondamental de l'arrosage et sa bonne utilisation est essentiel pour optimiser les performances de l'usinage.Les liquides de coupe, communément appelés arrosages, jouent un rôle essentiel dans l'usinage. Ils remplissent de multiples fonctions essentielles, telles que la durée de vies des outils, l'efficacité de l'évacuation des copeaux et l'augmentation de la qualité des pièces usinées. Dans cet article, nous explorerons le rôle important de l'arrosage dans l'usinage, examiner les différents types existants, expliquer les diverses méthodes d'acheminement et souligner l'importance de la pression, de débit et de direction. Comprendre le rôle fondamental de l'arrosage et sa bonne utilisation est essentiel pour optimiser les performances de l'usinage.
- Lubrification :
les fluides de coupe réduisent la friction entre l'outil coupant et la pièce usinée, ce qui est crucial pour la longévité de l'outil et la précision de la coupe. Cette lubrification minimise l'usure de l'outil et de la pièce, prolongeant sa durée de vie et améliorant la précision de l'usinage.
- Dissipation de la chaleur :
L'usinage des métaux génère une chaleur importante due à la déformation et à l'enlèvement de la matière. L'arrosage aide à dissiper cette chaleur, évitant ainsi la surchauffe de la pièce et de l'outil coupant, qui peut entraîner l'usure de l'outil, la réduction de sa durée de vie et la déformation de la pièce.
- Contrôle des copeaux :
un bon contrôle des copeaux garantit que ceux-ci soient évacués de la zone de coupe, réduisant ainsi le risque d'accumulation de copeaux, de détérioration de l'outil et de défauts sur la surface de la pièce usinée. L'arrosage contribue à cet objectif en facilitant l'évacuation des copeaux.
- Amélioration de l'état de surface :
les liquides de coupe contribuent à de meilleurs états de surface sur la pièce usinée. En réduisant les déformations et les vibrations induites par la chaleur, ils contribuent à obtenir une meilleure qualité de surface, ce qui est essentiel pour les opérations d'usinage de finition.
- Refroidissement de l'outil :
maintenir l'outil coupant à une température optimale est essentiel pour sa longévité et ses performances. L'arrosage permet de refroidir l'outil et d'éviter qu'il ne surchauffe et perde sa dureté.
- Prévention de la rouille :
certains lubrifiant contiennent des inhibiteurs de rouille qui protègent la pièce usinée et les surfaces de la machine-outil contre la corrosion. Ceci est particulièrement important dans les environnements exposés à l'humidité.
- Amélioration de l'usinabilité :
l'arrosage peut accroître l'usinabilité de certains matériaux, ce qui facilite les opérations dans les matériaux difficiles tels que l'acier inoxydable, le titane ou les alliages à haute température.
- Avantages pour l'environnement et la santé :
la formulation de ces liquides de coupe peut être respectueuse de l'environnement et de la sécurité des opérateurs. Ils réduisent les particules en suspension dans l'air, les fumées et les poussières, améliorant ainsi l'environnement de travail.
- Réduction de l'usure des outils :
en réduisant le frottement, la chaleur et l'usure des outils coupants, l'arrosage réduit la fréquence des changements d'outils, prolonge leur durée de vie et améliore l'efficacité globale de l'usinage ainsi que la rentabilité.
Les liquides de coupe sont acheminés vers la zone de coupe de différentes manières, en fonction de l'opération d'usinage et de l'outil coupant utilisé :
- Refroidissement par inondation :
dans ce cas, un flux continu d'arrosage est dirigé sur l'outil coupant et la pièce à usiner à partir de diverses buses ou canaux. Cette méthode est couramment utilisée dans des opérations telles que le fraisage, le perçage et le meulage, où une quantité importante de liquide de refroidissement est nécessaire pour maintenir la température de l'outil et de la pièce usinée et pour évacuer les copeaux.
- Systèmes de brumisation :
ces systèmes pulvérisent le fluide en fines gouttelettes, créant ainsi un brouillard fin qui est dirigé vers la zone de coupe. Ces systèmes sont couramment utilisés dans les opérations d'usinage où un arrosage contrôlé et minimal est nécessaire, comme dans l'usinage à grande vitesse.
- Arrosage central :
certaines machines-outils sont équipées de systèmes de canaux d'arrosage intégrés à l'outil. Ce système achemine le liquide de coupe directement à travers l'outil, généralement par les canaux intérieurs, directement au niveau de la zone de coupe. Cela convient parfaitement à l'usinage de trous profonds et à d'autres applications de précision.
- Buses d'arrosage externes :
celles-ci sont positionnées à proximité de l'outil coupant et de la pièce à usiner pour acheminer l'arrosage précisément. Ces buses peuvent être réglées pour diriger l'arrosage sur des zones spécifiques de l'outil coupant ou de la pièce usinée.
- Quantité minimale de lubrifiant (MQL) :
cette technique MQL délivre une émulsion d'air et de d'huile de coupe directement au niveau de la zone de coupe, cela se présente donc sous forme d'un fin brouillard ou de gouttelettes. Ce système est utilisé dans le cadre d'un usinage respectueux de l'environnement pour une application minimale d'arrosage.
- Arrosage à (ultra) haute pression (UHP) :
les systèmes d'arrosage à (ultra) haute pression utilisent des buses spécifiques et des pompes à haute pression pour acheminer le liquide de coupe à très haute pression directement au niveau de la zone de coupe. Cette méthode est particulièrement efficace pour les opérations d'usinage lourdes et les matières qui nécessitent une évacuation des copeaux et un refroidissement plus important.
Il existe différents types d'arrosages, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients.
Leur choix dépend de l'opération d'usinage, de la matière de la pièce et de l'outils adapté :
- Huiles pures (huiles neutres) :
ces dernières sont principalement composées d'huiles à base de pétrole ou naturelles, comme les huiles végétales.
Elles offrent une excellente lubrification et conviennent à l'usinage intensif et aux matériaux qui génèrent une chaleur élevée.
- Émulsions :
les émulsions sont un mélange d'huile et d'eau avec des additifs.
Elles sont polyvalentes, offrent de bonnes propriétés de refroidissement et de lubrification et peuvent être adaptées à différentes applications.
- Fluides de coupe synthétiques :
ces fluides sont formulés entièrement à partir de produits chimiques synthétiques et offrent d'excellentes propriétés de refroidissement et de lubrification.
Ils sont moins susceptibles de tacher la surface des pièces et conviennent à une large gamme de matériaux.
- Autres fluides de coupe spécifiques :
certains d'entre eux sont conçus pour des applications et des matériaux spécifiques, notamment les fluides de coupe haute performance, les solutions à base d'eau, les systèmes MQL et les fluides de coupe à base d'additifs.
Un contrôle approprié de la pression et du débit de l'arrosage est crucial pour assurer un refroidissement et une lubrification efficaces dans les opérations d'usinage des métaux :
Pression :
- Une pression adéquate est nécessaire pour que l'arrosage atteigne effectivement l'outil coupant et la pièce usinée.
- Le niveau de pression idéal varie en fonction de l'opération d'usinage, de l'outil et de la matière de la pièce.
Débit :
- Un débit adéquat est essentiel pour évacuer la chaleur et les copeaux générés pendant le processus d'usinage.
- Le débit dépend des spécifications de l'outil coupant, de l'opération d'usinage et du type d'arrosage utilisé.
Sens :
- La direction du flux d'arrosage est essentielle pour s'assurer qu'il est bien orienté au plus près de la zone de coupe. Une orientation efficace garantit que le refroidissement et la lubrification soient acheminés précisément là où ils sont nécessaires, améliorant ainsi la durée de vie de l'outil et la qualité de la pièce usinée.
La pression et le débit d'arrosage spécifiques requis dépendent de facteurs tels que l'opération d'usinage, la géométrie de l'outil et de la plaquette, la matière de la pièce, celle de l'outil, les capacités de la machine-outil, et bien d'autres facteurs encore.
L'arrosage est indispensable dans les opérations d'usinage des métaux, offrant des avantages allant de l'amélioration de la durée de vie de l'outil à l'amélioration de la qualité de la pièce. Le choix du fluide de coupe et la maîtrise de la pression et du débit sont essentiels pour optimiser les performances d'usinage et assurer la longévité des outils et des équipements. La sélection et l'entretien appropriés de l'arrosage contribuent à l'efficacité et à la rentabilité des processus d'usinage des métaux.
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