Le cuivre est un métal largement utilisé dans diverses industries en raison de son excellente conductivité électrique, conductivité thermique et résistance à la corrosion. L'usinage du cuivre avec une fraise à bout plat est un processus courant dans la fabrication, mais il nécessite un examen attentif de plusieurs facteurs pour obtenir des résultats optimaux. En tant que fournisseur de fraises à bout plat, je possède une vaste expérience dans ce domaine et j'aimerais partager quelques informations précieuses sur la façon d'usiner efficacement le cuivre.
Comprendre les propriétés du cuivre
Avant de se lancer dans le processus d'usinage, il est essentiel de comprendre les propriétés du cuivre. Le cuivre est un métal relativement mou et ductile, ce qui signifie qu'il a tendance à coller à l'outil de coupe lors de l'usinage. Cela peut conduire à la formation d'arêtes rapportées (BUE), où les copeaux du matériau de la pièce adhèrent à l'arête de coupe de l'outil. Le BUE peut entraîner une mauvaise finition de surface, des imprécisions dimensionnelles et une usure prématurée des outils. De plus, le cuivre a une conductivité thermique élevée, ce qui peut entraîner une dissipation rapide de la chaleur de la zone de coupe. Bien que cela puisse être bénéfique à certains égards, cela signifie également que les forces de coupe doivent être soigneusement contrôlées pour éviter une usure excessive des outils.
Sélection de la bonne fraise à bout plat
Le choix d’une fraise à bout plat est essentiel lors de l’usinage du cuivre. Pour le cuivre, des fraises en acier rapide (HSS) ou en carbure sont couramment utilisées. Les fraises en carbure sont généralement préférées pour leur dureté supérieure, leur résistance à l'usure et leur capacité à maintenir des arêtes de coupe tranchantes à des vitesses de coupe élevées.
Lors de la sélection d'une fraise à bout plat, tenez compte du nombre de cannelures. Pour l'usinage du cuivre, une fraise plate à 4 cannelures est souvent un bon choix. Les quatre cannelures offrent un bon équilibre entre l'évacuation des copeaux et la résistance du tranchant. UNFraise à bout plat 55HRC à 4 canneluresconvient à l’usinage du cuivre à usage général. Il offre une bonne combinaison de dureté et de ténacité, permettant une coupe efficace sans usure excessive de l'outil. Si vous avez affaire à des applications plus exigeantes ou si vous devez usiner du cuivre à des vitesses plus élevées, unFraise à bout plat 65HRC 4 cannelurespourrait être une meilleure option. La dureté plus élevée de la fraise en bout 65HRC offre une meilleure résistance à l'usure et une durée de vie plus longue.
Paramètres de coupe
Vitesse de coupe
La vitesse de coupe est l’un des paramètres les plus importants dans l’usinage du cuivre. Le cuivre étant un métal mou, des vitesses de coupe relativement élevées peuvent être utilisées. Cependant, la vitesse de coupe exacte dépend de plusieurs facteurs, tels que le type de fraise à bout plat, le diamètre de la fraise en bout et la qualité spécifique du cuivre usiné. En règle générale, pour une fraise plate en carbure à 4 dents d'un diamètre de 6 mm, une vitesse de coupe d'environ 100 à 200 m/min peut être utilisée. Il est important de noter que des vitesses de coupe plus élevées peuvent réduire la formation de BUE, mais elles augmentent également la chaleur générée au niveau du tranchant. Par conséquent, un refroidissement et une lubrification appropriés sont essentiels lors de l’utilisation de vitesses de coupe élevées.
Vitesse d'alimentation
La vitesse d'avance détermine la vitesse à laquelle la fraise se déplace dans la pièce. Une vitesse d'avance plus élevée peut augmenter le taux d'enlèvement de matière, mais elle augmente également les forces de coupe. Lors de l'usinage du cuivre, une vitesse d'avance de 0,05 à 0,2 mm/dent est généralement recommandée pour une fraise plate à 4 cannelures. Cette plage de vitesse d'avance permet d'assurer une évacuation efficace des copeaux et d'éviter la formation de copeaux longs et filandreux qui peuvent s'enrouler autour de la fraise en bout et causer des problèmes.
Profondeur de coupe
La profondeur de coupe fait référence à la quantité de matière enlevée en un seul passage. Pour l'usinage du cuivre, une profondeur de coupe de 0,5 à 2 mm est couramment utilisée. Une profondeur de coupe plus faible peut réduire les forces de coupe et améliorer la finition de surface, mais elle nécessite également davantage de passes pour enlever la quantité de matière souhaitée. D'un autre côté, une profondeur de coupe plus importante peut augmenter le taux d'enlèvement de matière, mais elle peut également entraîner des forces de coupe plus élevées et une rupture potentielle de l'outil si elle n'est pas correctement contrôlée.
Refroidissement et lubrification
Le refroidissement et la lubrification jouent un rôle essentiel dans l'usinage du cuivre. Comme mentionné précédemment, le cuivre a une conductivité thermique élevée et un refroidissement adéquat peut aider à dissiper la chaleur générée lors de la découpe. Un liquide de refroidissement ou un lubrifiant peut également réduire la friction entre l'outil de coupe et la pièce à usiner, ce qui contribue à prévenir la formation de BUE et à améliorer la finition de surface.
Il existe plusieurs types de liquides de refroidissement et de lubrifiants disponibles pour l'usinage du cuivre. Les liquides de refroidissement solubles dans l'eau sont couramment utilisés car ils offrent de bonnes propriétés de refroidissement et de lubrification. Ils peuvent également aider à éliminer les copeaux de la zone de coupe. Dans certains cas, un lubrifiant léger tel que l'huile minérale peut être utilisé pour des opérations d'usinage à petite échelle ou de précision.
Évacuation des copeaux
Une évacuation efficace des copeaux est essentielle lors de l’usinage du cuivre. Le cuivre étant un métal ductile, il a tendance à produire des copeaux longs et filandreux. Ces copeaux peuvent s'enrouler autour de la fraise, provoquant des problèmes tels qu'un mauvais état de surface, des forces de coupe accrues et une usure prématurée de l'outil. Pour garantir une bonne évacuation des copeaux, utilisez une fraise à bout plat avec une géométrie de flûte appropriée. Une fraise à bout plat à 4 cannelures avec une conception à cannelures hélicoïdales peut aider à briser les copeaux et à les éloigner de la zone de coupe.
De plus, les paramètres de coupe, tels que l’avance et la profondeur de coupe, doivent être ajustés pour favoriser la casse des copeaux. Une vitesse d'alimentation plus élevée peut aider à briser les copeaux en morceaux plus petits, ce qui facilite leur évacuation.
Stratégies de trajectoire d'outil
La stratégie de trajectoire d'outil peut également affecter la qualité de la surface usinée et la durée de vie de l'outil. Lors de l'usinage du cuivre avec une fraise à bout plat, une stratégie de fraisage en montée est souvent préférée. En fraisage en avalant, l'outil de coupe tourne dans le même sens que le sens d'avance. Cela se traduit par une force de coupe plus constante et une meilleure finition de surface par rapport au fraisage conventionnel.
Pour les géométries complexes, une stratégie d’ébauche et de finition peut être utilisée. Pendant le processus d'ébauche, une plus grande profondeur de passe et une vitesse d'avance plus élevée peuvent être utilisées pour éliminer rapidement la majeure partie du matériau. Ensuite, une passe de finition avec une profondeur de coupe plus petite et une vitesse d'avance plus faible peut être effectuée pour obtenir l'état de surface et la précision dimensionnelle souhaités.
Considérations particulières pour différents alliages de cuivre
Il existe différents alliages de cuivre, chacun ayant ses propres propriétés uniques. Par exemple, le laiton est un alliage cuivre-zinc plus dur que le cuivre pur. Lors de l’usinage du laiton, les paramètres de coupe peuvent devoir être légèrement ajustés. Une vitesse de coupe et une avance légèrement inférieures peuvent être nécessaires pour tenir compte de la dureté accrue du laiton.
Le bronze, qui est un alliage cuivre-étain, présente également des caractéristiques d'usinage différentes. Le bronze est généralement plus fragile que le cuivre pur, il faut donc veiller à éviter les forces de coupe excessives qui pourraient provoquer des fissures ou un écaillage de la pièce.
Applications des fraises à bout plat dans l'usinage du cuivre
Les fraises à bout plat sont utilisées dans une large gamme d'applications d'usinage du cuivre. Dans l'industrie électrique, ils sont utilisés pour usiner des composants en cuivre tels que des barres omnibus, des connecteurs et des cadres de circuits imprimés (PCB). Dans l'industrie de la plomberie, les fraises à bout plat sont utilisées pour usiner des tuyaux et des raccords en cuivre. Ils sont également utilisés dans la fabrication d’objets décoratifs, où un usinage précis du cuivre est nécessaire pour obtenir les effets esthétiques souhaités. Pour des applications plus spécialisées, unJeu d'embouts de cadre de porte Ogeepeut être utilisé pour créer des conceptions de cadres de porte uniques et complexes en cuivre.
Conclusion
L'usinage du cuivre avec une fraise à bout plat nécessite une combinaison de sélection d'outils appropriés, de paramètres de coupe appropriés, d'un refroidissement et d'une lubrification efficaces et d'une évacuation appropriée des copeaux. En comprenant les propriétés du cuivre et en suivant les directives décrites dans ce blog, vous pouvez obtenir des résultats d'usinage de haute qualité et prolonger la durée de vie de l'outil.
En tant que fournisseur de fraises à bout plat, nous nous engageons à fournir des produits et un support technique de haute qualité à nos clients. Si vous êtes intéressé par l'achat de fraises plates pour l'usinage du cuivre ou si vous avez des questions sur le processus d'usinage, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion plus approfondie et des négociations d'approvisionnement.
Références
- "Usinage des métaux : une introduction" par John A. Schey
- "Manuel des ingénieurs en outils et en fabrication, Volume 3 : Usinage" par la Society of Manufacturing Engineers
