Endommagement des outils de coupe : Description des contacts copeau-outil et pièce-outil

Sommaire
Médias

Présentation

1 - Description des contacts copeau-outil et pièce-outil

1.1 - Géométrie des outils
1.2 - Description de la racine du copeau
1.3 - Cartes de températures
1.4 - Géométrie des copeaux
1.5 - Tribologie des contacts copeau-outil et pièce-outil

2 - Mécanismes endommageants des outils de coupe

2.1 - Endommagement induit par les dépôts macroscopiques
2.2 - Endommagement induit par les dépôts microscopiques
2.3 - Endommagement induit par les débris

3 - Méthodes de mesure des endommagements

3.1 - Méthodes d’examen et d’analyse de la surface des outils et des pièces usinées
3.2 - Méthodes de mesure des températures de coupe

Tableau 1
3.3 - Méthodes de mesure des efforts et des puissances de coupe
3.4 - Lois d’usure d’outil mesurées par des essais d’usinabilité

4 - Choix assisté par ordinateur des conditions de coupe

5 - Conclusion

Bibliographie & annexes

Présentation

Auteur(s)

François LEROY : Ingénieur Civil des Mines, Docteur ès Sciences Physiques - Chargé de la Direction du Laboratoire d’Usinabilité et de Mise en Forme d’ASCOMETAL (Groupe Usinor-Sacilor)

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INTRODUCTION

Les outils de coupe ont une géométrie généralement complexe qui résulte assez souvent de mises au point d’atelier purement empiriques, quelquefois d’études plus analytiques à partir de divers critères (résistance à l’endommagement ou qualité de la surface générée), rarement d’une véritable optimisation qui nécessiterait une modélisation de l’écoulement du ou des copeaux.

Nota :

Le lecteur se reportera utilement à l’article Modélisation de la coupe des métaux [B 7 041] dans ce traité.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b7042

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Mécanismes endommageants des outils de coupe

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1. Description des contacts copeau-outil et pièce-outil

1.1 Géométrie des outils

Quelle que soit la technique d’usinage employée, un outil comprend (normes dans la fiche documentaire ) :

une ou plusieurs zones tranchantes que l’on peut décrire comme des dièdres élémentaires (figure 1) définis par des faces A_α et A _γ et une arête d’intersection. La face A _α est appelée face de dépouille et la face A _γ face de coupe. Le nombre de dièdres élémentaires dépend de la technologie de la machine-outil : si un outil de tournage a généralement la géométrie la plus simple (une seule zone tranchante active), un foret de perçage classique en possède deux qui sont simultanément actives et un tourteau de fraisage peut avoir plusieurs dizaines de dents, dont plusieurs sont en prise en même temps. La géométrie des zones tranchantes est souvent plus complexe que celle d’un dièdre simple : les techniques de frittage des matériaux des outils modernes permettent d’obtenir des faces de coupe ayant des courbures complexes étudiées pour contrôler la géométrie des copeaux ; les performances des machines d’affûtage permettent de réaliser des faces A_α et A _γ non planes ainsi que des arêtes non rectilignes. Notons, enfin, qu’en règle générale l’outil est en contact avec la pièce sur la face de dépouille principale A_α , sur la face de dépouille secondaire et sur la partie arrondie intermédiaire appelée bec (figure 1) ;
des zones de guidage du copeau soit pour faciliter son évacuation, soit pour le stocker provisoirement. Ainsi, les goujures hélicoïdales d’un foret sont des chemins de passage obligés pour le copeau tant que l’outil n’est pas sorti hors du trou en cours de perçage, les espaces interdents d’une broche sont des logements conçus pour contenir le copeau, etc. ;
des zones assurant la résistance mécanique de l’outil. Si l’on ne considère que le dièdre élémentaire de chaque zone tranchante (figure 1), la fonction de coupe est assurée...