En tant que fournisseur dédié de moulins à bout à billes, j'ai été témoin de première main la relation complexe entre la géométrie de l'outil et les performances d'usinage. L'un des facteurs les plus critiques de cette équation est l'angle de râteau. Dans ce blog, je vais me plonger dans la façon dont l'angle de râteau affecte le processus de coupe d'un moulin à bout à billes, s'appuyant à la fois sur les connaissances techniques et l'expérience réelle.
Comprendre l'angle de râteau
L'angle de râteau d'un moulin à extrémité de nez à billes est l'angle entre le bord de coupe et un plan de référence. Il peut être classé en trois types principaux: les angles de râteau positifs, négatifs et nuls.
Un angle de râteau positif signifie que le bord de coupe est incliné vers la direction du flux de la puce. Cette conception permet à l'outil de couper avec moins de force car il cisaille efficacement le matériau. Lorsque vous utilisez un moulin à bout à bille avec un angle de râteau positif, la puce se forme plus facilement et le processus de coupe est généralement plus fluide. La force de coupe réduite conduit également à moins de production de chaleur, ce qui est bénéfique à la fois pour la durée de vie de l'outil et la finition de surface de la pièce.
D'un autre côté, un angle de râteau négatif a le bord de coupe incliné loin de la direction du flux de la puce. Cela donne à la pointe plus de force et le rend plus résistant à l'usure et à l'écaillage. Les angles de râteau négatifs sont souvent utilisés lors de l'usinage des matériaux durs, car ils peuvent résister aux forces de coupe élevées et aux pressions impliquées.
Un angle de râteau zéro est, comme son nom l'indique, où le bord de coupe est perpendiculaire au plan de référence. Ce type d'angle de râteau offre un équilibre entre les caractéristiques des angles de râteau positifs et négatifs.
Impact sur les forces de coupe
L'angle de râteau a une influence significative sur les forces de coupe lors du fonctionnement d'un moulin à extrémité du nez à balle. Lors de l'utilisation d'un moulin à extrémité de nez à balle avec un angle de râteau positif, les forces de coupe sont réduites. En effet, le râteau positif permet à l'outil de pénétrer plus facilement le matériau, en cisaillement efficace. En conséquence, moins d'énergie est nécessaire pour éliminer le matériau, ce qui est particulièrement bénéfique dans les opérations d'usinage à grande vitesse.
Inversement, un angle de râteau négatif augmente les forces de coupe. L'outil doit pousser contre le matériau avec plus de force pour le couper. Cependant, cette force accrue peut être un avantage lors de l'usinage des matériaux durs. Le tranchant plus fort fourni par l'angle de râteau négatif peut résister à l'environnement à haute pression et empêcher la défaillance prématurée de l'outil.
Par exemple, lors de l'usinage de l'aluminium, un matériau connu pour sa dureté relativement faible, un moulin à extrémité de nez à billes avec un angle de râteau positif peut obtenir d'excellents résultats. Les forces de coupe réduites conduisent à des temps d'usinage plus rapides et à de meilleures finitions de surface. En revanche, lors de l'usinage de l'acier durci, un angle de râteau négatif est souvent préféré pour gérer les forces de coupe élevées sans que l'outil se casse ou s'use rapidement.
Formation de puces
L'angle de râteau joue également un rôle crucial dans la formation des puces. Avec un angle de râteau positif, les puces sont plus susceptibles de se former de manière continue et fluide. L'action de cisaillement de l'outil sous un angle de râteau positif entraîne la suppression du matériau de manière relativement ordonnée. Ceci est bénéfique car les puces continues sont plus faciles à évacuer de la zone de coupe, ce qui réduit le risque de colmatage des puces et d'amélioration de l'efficacité de coupe globale.
Un angle de râteau négatif, cependant, peut entraîner des puces plus segmentées ou discontinues. Les forces de coupe élevées associées à un angle de râteau négatif peuvent provoquer une fracture du matériau plutôt que du cisaillement en douceur. Bien que cela puisse sembler un inconvénient, dans certains cas, les puces discontinues peuvent être plus faciles à gérer dans certaines opérations d'usinage, en particulier lorsqu'ils traitent des matériaux qui ont tendance à former des puces longues et filandre.
Par exemple, lorsque vous utilisez un2 flûtes à billesAvec un angle de râteau positif pour la finition des opérations sur un matériau en plastique souple, les puces continues produites assurent un processus de coupe propre et efficace. En revanche, un4 flûtes à billesAvec un angle de râteau négatif peut être utilisé pour les opérations de brouillage sur une pièce en fonte, où les puces segmentées sont moins susceptibles de causer des problèmes lors de l'élimination des puces.
Vie de l'outil
La durée de vie de l'outil est un autre aspect important affecté par l'angle de râteau. Un angle de râteau positif se traduit généralement par une durée de vie de l'outil plus longue lors de l'usinage des matériaux doux. Étant donné que les forces de coupe sont plus faibles, il y a moins d'usure sur le bord de pointe. La génération de chaleur réduite aide également à prévenir les dommages thermiques à l'outil.
En revanche, un angle de râteau négatif peut prolonger la durée de vie de l'outil lors de l'usinage des matériaux durs. Le tranchant plus fort fourni par le râteau négatif peut résister à la pression élevée et à l'environnement à haute température associé à la coupe des matériaux durs. Cependant, s'il est utilisé de manière inappropriée, par exemple, lors de l'usinage des matériaux doux, un angle de râteau négatif peut réellement réduire la durée de vie de l'outil en raison des forces de coupe excessives.
Par exemple, un moulin à extrémité de nez à billes avec un angle de râteau positif utilisé pour l'usinage en laiton peut durer beaucoup plus longtemps qu'un avec un angle de râteau négatif. Les forces de coupe inférieures et la génération de chaleur permettent à l'outil de maintenir son tranchant pendant une période plus longue. D'un autre côté, lors de l'usinage du titane, un matériau notoirement dur - vers -, un moulin à extrémité de nez à billes avec un angle de râteau négatif est plus susceptible de résister aux conditions de coupe dures et d'avoir une durée de vie plus longue.
Finition de surface
L'angle de râteau peut avoir un impact profond sur la finition de surface de la pièce usinée. Un angle de râteau positif se traduit généralement par une meilleure finition de surface. L'action de coupe lisse et les forces de coupe réduites entraînent moins de vibrations et de bavardages pendant le processus d'usinage. Ceci, à son tour, produit une surface plus uniforme et fine sur la pièce.
Un angle de râteau négatif, bien que bon pour gérer les matériaux durs, peut parfois entraîner une finition de surface plus rugueuse. Les forces de coupe les plus élevées peuvent provoquer plus de vibrations, qui peuvent se transférer à la pièce et laisser les marques à la surface. Cependant, avec des paramètres d'usinage appropriés et une sélection d'outils, il est possible d'obtenir une finition de surface acceptable même avec un angle de râteau négatif.
Pour les opérations de finition où une finition de surface de haute qualité est requise, comme dans la production de moules ou de pièces de précision, un moulin à extrémité de nez à billes avec un angle de râteau positif est souvent le choix préféré. Par exemple, un2 flûtes à billesAvec un angle de râteau positif peut être utilisé pour obtenir un miroir - comme la finition sur un composant en acier inoxydable.
Considérations pour différentes applications
Lors de la sélection de l'angle de râteau pour un moulin à bout à nez à billes, il est essentiel de considérer l'application spécifique. Pour les opérations de brouillage, où l'objectif principal est de éliminer rapidement une grande quantité de matériau, un angle de râteau négatif ou nul peut être plus approprié. Ces angles de râteau peuvent gérer les forces de coupe élevées et fournir un tranchant plus robuste.
Pour les opérations de finition, un angle de râteau positif est généralement préféré. Il permet un processus de coupe plus lisse, de meilleures finitions de surface et une durée de vie de l'outil plus longue lorsqu'il s'agit de matériaux plus doux.
De plus, le nombre de flûtes sur le moulin à extrémité du nez à balle interagit également avec l'angle de râteau. Par exemple, un moulin à extrémité de nez à boule de flûte avec un angle de râteau positif peut être très efficace dans les opérations de finition à haute vitesse, car elle peut éliminer efficacement le matériau tout en maintenant une bonne finition de surface.
Conclusion
En conclusion, l'angle de râteau d'un moulin à extrémité de nez à balle est un facteur critique qui affecte les forces de coupe, la formation des puces, la durée de vie de l'outil et la finition de surface. En tant que fournisseur de usines d'extrémité de nez à billes, je comprends l'importance de choisir le bon angle de râteau pour différentes applications d'usinage. Que vous usiniez des plastiques doux, de l'aluminium ou des matériaux durs - à la machine comme le titane ou l'acier durci, l'angle de râteau peut faire une différence significative dans les performances de votre outil de coupe.
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Références
- Trent, Em et Wright, PK (2000). Coupe de métaux. Butterworth - Heinemann.
- Kalpakjian, S., et Schmid, Sr (2010). Ingénierie et technologie de fabrication. Pearson Prentice Hall.
