Ébauches en carbure avec trous sont un type important d'ébauches d'outils utilisées dans une variété d'applications d'usinage et de fabrication. Ce guide complet fournit des informations détaillées sur les ébauches en carbure avec trous pour vous aider à comprendre leurs caractéristiques, leurs applications, leurs spécifications, leurs fournisseurs, leur installation, leur fonctionnement et leur entretien.
Aperçu des ébauches en carbure avec trous
Les ébauches en carbure avec trous sont des ébauches d'outils en carbure de tungstène pré-percées. Les trous permettent le montage et le serrage du carbure en vue d'un usinage et d'une finition ultérieurs pour en faire un outil de coupe.
Le carbure est un matériau extrêmement dur et durable composé de particules de carbure de tungstène liées entre elles par un liant métallique tel que le cobalt. Il présente une résistance élevée, une grande dureté et une grande résistance à l'usure, ce qui en fait un matériau idéal pour les outils de coupe. Les trous pré-percés dans les ébauches facilitent le maintien et l'usinage précis du carbure dans la géométrie souhaitée de l'outil.
Les principales caractéristiques des ébauches en carbure avec trous sont les suivantes :
- Fabriqué en carbure de tungstène pour plus de dureté et de durabilité
- Les trous pré-percés pour le montage sont situés à des endroits précis.
- Disponible en sections rondes, carrées ou rectangulaires
- Les trous peuvent être de simples trous de passage ou des motifs complexes.
- Permet de poursuivre l'usinage pour obtenir des outils de coupe finis
- Utilisé pour différents types d'outils tels que les forets, les fraises, les alésoirs, etc.
- Permet un serrage sûr et un usinage de précision du carbure
Les ébauches en carbure avec trous constituent un point de départ pour la fabrication d'outils de coupe entièrement fonctionnels, adaptés aux spécifications requises. Les ébauches sont fabriquées dans des dimensions et des configurations de trous standard pour s'adapter aux systèmes de maintien des outils et aux équipements d'usinage. Des modèles de trous personnalisés sont également disponibles.
Types d'ébauches en carbure avec trous
Les ébauches en carbure sont disponibles dans une gamme de tailles et de formes standard et personnalisées avec différents modèles de trous pour répondre à divers types d'outils et d'exigences d'usinage.
Sur la base de la coupe transversale
- Ébauches rondes - Les plus courantes, idéales pour les forets, les fraises, etc.
- Ébauches carrées - Pour les outils de formage, les outils de rainurage, les outils de tournage, etc.
- Ébauches rectangulaires - Pour outils à tronçonner, outils de tronçonnage, applications spéciales
En fonction de la configuration des trous
- Trou centré unique - Pour les outils à symétrie de rotation tels que les forets
- Trous décentrés - Pour fraises, défonceuses, outils asymétriques
- Trous multiples - Pour un meilleur serrage, anti-rotation
- Motifs de trous spéciaux - Pour des conceptions d'outils personnalisées
En fonction du système de montage
- Queue cylindrique - Pour le serrage dans des pinces de serrage, des supports
- Queue conique - Pour le montage dans des outils coniques tels que CAT, BT, IT, DT, etc.
- Tige filetée - Pour les systèmes de maintien à base de vis
- Tiges personnalisées - Pour les interfaces de machines spéciales
En fonction de l'application
- Ébauches d'ébauche - Pour les applications d'usinage d'ébauche
- Flans de finition - Tolérances géométriques plus étroites pour la finition
- Ébauches de forage - Pour l'usinage de forets et d'outils d'alésage
- Ébauches de fraisage - Pour fraises en bout, défonceuses, graveurs, etc.
- Ebauches d'outils de forme - Pour le tournage de formes, la découpe de profils complexes
Sur la base de la qualité
- Qualité de production - Usage général pour l'usinage en grande série
- Qualité de précision - Tolérances plus étroites pour l'alésage de précision, le fraisage, etc.
- Haute performance - Carbures à grains plus fins pour les applications à grande vitesse
Applications et utilisations des ébauches en carbure avec trous
Les ébauches en carbure avec trous sont utilisées pour fabriquer une grande variété d'outils de coupe pour différentes applications d'usinage.
Outils de fraisage
- Fraises en bout
- Broyeurs à billes
- Broyeurs à facettes
- Roughers, Finishers
- Fraises à chanfrein
- Forets à fente
Outils de forage et d'alésage
- Exercices de torsion
- Exercices de tir
- Têtes d'alésage
- Alésoirs
- Contre-perçages, fraises
Outils de tournage et de rainurage
- Plaquettes de tournage extérieur
- Inserts de rainurage interne
- Séparation des lames
- Outils de tournage de formes
- Outils de filetage
Outils spécialisés
- Fraises à graver
- Les hobbys de l'engrenage
- Broches
- Burrs
- Scies à refendre
- Mèches de toupie
Les ébauches en carbure avec trous permettent un maintien sûr et un meulage/usinage précis de ces outils selon les géométries et les dimensions requises. Le choix de l'ébauche dépend de facteurs tels que la taille de l'outil, la nuance de carbure, les exigences de tolérance et la complexité de la géométrie de l'outil.
Spécifications des ébauches en carbure avec trous
Les ébauches en carbure sont disponibles dans des tailles standard et personnalisées, avec des dimensions et des géométries conformes aux normes de maintien de l'outil et aux exigences d'interface avec la machine. Voici quelques spécifications clés :
Dimensions vierges
| Paramètres | Gamme |
|---|---|
| Diamètre | 0,5 mm - 75 mm |
| Longueur | 10 mm - 150 mm |
| Largeur | 2 mm - 50 mm (ébauches non rondes) |
| Épaisseur | 1 mm - 25 mm (ébauches non rondes) |
Dimensions des trous
| Paramètres | Gamme |
|---|---|
| Diamètre du trou | 2 mm - 22 mm |
| Nombre de trous | 1 – 8 |
| Profondeur du trou | Trous débouchants ou trous borgnes |
| Position du trou | Centré, Décentré, Patters |
Tolérances
| Paramètres | Tolérance |
|---|---|
| Diamètre | ±0,02 mm - ±0,15 mm |
| Longueur | ±0,02 mm - ±0,15 mm |
| Position du trou | ±0,01 mm - ±0,1 mm |
| Diamètre du trou | H7 à H11 |
| Profondeur du trou | ±0,05 mm - ±0,2 mm |
| Finition de la surface | Jusqu'à 0,4 μm Ra |
| La quadrature du cercle | <0,002 mm/mm |
Grades de carbure
- Carbures à grains fins, micro et ultrafins
- Grades C1 à C5 en fonction de la teneur en cobalt
- Options de revêtement comme TiAlN, TiCN etc. sur demande
Conception et normes
Les ébauches en carbure sont conçues conformément aux normes internationales pour les interfaces de maintien de l'outil et pour s'adapter aux dimensions des pinces de serrage et des cônes des machines standard. Les normes les plus courantes sont les suivantes
Types de tige :
- Cylindrique (Weldon, plat)
- Verrouillage radial VDI
- BT, CAT, SK, HSK Têtes d'outils
- Capto, Coromant, KM Quick Change
- Verrouillage par thermorétraction
- Verrouillage hydraulique de l'expansion
Blanc Dimensions :
- ANSI B94.19 - Ébauches d'outils à queue ronde
- DIN 6535 HA - Queues d'outils, cônes
- ISO 13399 - Porte-outils de fraisage
- JIS B6339 - Queues de fraises en bout
- ASME B94.11M - Plaquettes indexables
Motifs de trous :
- DIN 6535 HB - Queues d'outils circulaires
- JIS B6339 - Queues d'outils pour fraises en bout
- Système de boîte à outils SECO
- Normes spécifiques du fabricant du support
L'utilisation d'ébauches standard simplifie la conception des outils, le serrage, la fabrication et les changements. Des ébauches personnalisées peuvent également être produites.
Fournisseurs et prix
Les ébauches en carbure avec trous sont stockées par les principaux fabricants d'outils de coupe, les fournisseurs de carbure et les revendeurs d'outillage. Voici quelques fournisseurs courants et des fourchettes de prix :
Fabricants :
- Kennametal
- Sandvik Coromant
- Matériaux Mitsubishi
- OSG
- Nachi
- Sumitomo
- Kyocera
- Guhring
Fournisseurs de carbure :
- Carbide USA
- Advent Tool and Manufacturing
- Outils transportés
- Outil Harvey
- Outils de coupe Midwest
Fourchette de prix moyenne :
| Flans | Prix par pièce |
|---|---|
| Forets Micrograin 3mm | $8 – $12 |
| Ébauches de fraises en bout de 6 mm | $15 – $22 |
| Ébauches de broyage à facettes de 20 mm | $45 – $68 |
| Ébauches de têtes d'alésage de 32 mm | $85 – $150 |
Des remises sont possibles pour les produits en vrac. Les nuances avancées et les dimensions spéciales coûtent plus cher. Les ébauches de prototypage à tolérance de précision sont plus chères. La fourchette globale est de $5 à $300 par ébauche, en fonction des dimensions et de la qualité.
Installation et fonctionnement
Les ébauches en carbure doivent être correctement installées dans des systèmes de fixation d'outils et des interfaces de machines appropriés pour être ensuite usinées et finies en outils de coupe.
Méthodes de montage :
- Mandrins à pinces pour ébauches à queue ronde
- Porte-outils hydrauliques/rétractables
- Usinage de cônes tels que CAT, BT, HSK, SK
- Blocs d'outils à vis sans fin pour outils non rotatifs
Lignes directrices pour l'usinage
- Utiliser des installations rigides pour éviter les vibrations
- Respecter les paramètres de coupe recommandés
- Utiliser un liquide de refroidissement pour une meilleure finition et pour éviter l'accumulation des arêtes.
- Polir légèrement les bords pour réduire les tensions.
- Nettoyer soigneusement les ébauches après l'usinage
Étapes de finition
- Meulage et honage des profils d'arêtes
- Revêtement par techniques PVD, CVD
- Gravure au laser de graphiques et de marquages
- Outil d'équilibrage à G2.5 aux vitesses de fonctionnement
- Mesurer le faux-rond, tester l'outil avant utilisation
Le maintien en position de travail, les techniques d'usinage et la finition appropriés garantissent une géométrie, des performances et une sécurité correctes.
Entretien des ébauches en carbure
Il est important d'entretenir correctement les ébauches en carbure pour assurer la fonctionnalité et la longévité des outils usinés à partir de ces ébauches.
- Conserver les flans dans un endroit propre et sec, dans leur emballage.
- Éviter les températures extrêmes pendant le stockage
- S'assurer qu'il n'y a pas de contraintes avant l'usinage
- Manipulation prudente pour éviter d'endommager les bords
- Nettoyer les couvertures avec des solvants avant l'usinage
- Réaffûter ou remplacer les outils lorsqu'ils sont usés
- Renouveler périodiquement le revêtement des outils pour les protéger
Avec de l'entretien et un réaffûtage, les outils en carbure peuvent durer des années. Les ébauches endommagées ne doivent pas être transformées en outils. Une inspection régulière garantit une longue durée de vie.
Comment sélectionner les ébauches en carbure
La sélection d'ébauches en carbure appropriées est importante pour un usinage efficace et de bonnes performances de l'outil final.
Diamètre de l'ébauche
Pour des raisons de stabilité, la taille de la tige doit correspondre au diamètre intérieur du porte-outil. Éviter tout dépassement excessif.
Qualité du carbure
Qualités plus dures pour les matériaux ferreux. Qualités plus dures pour les coupes interrompues. Revêtements pour les vitesses élevées.
Modèle de trou
Doit être adapté au système de porte-outils. Les trous anti-rotation sont préférables pour les outils non rotatifs.
Tolérances
Ébauches à tolérance générale pour l'ébauche. Tolérances plus étroites pour la finition.
Nombre de dents
Une longueur de circonférence suffisante est nécessaire pour les ébauches de fraises.
Trous de refroidissement
Les ébauches de trous traversants sont plus faciles à usiner pour l'acheminement du liquide de refroidissement.
Forme de la section
Ébauches rondes pour les forets. Carrées pour le rainurage. Rectangulaires pour les outils de tronçonnage.
Le concepteur de l'outil sélectionne les configurations optimales de l'ébauche en fonction des exigences de l'application.
Avantages des ébauches en carbure avec trous
Les ébauches en carbure avec trous offrent divers avantages pour la fabrication d'outils de coupe :
- Permet de serrer et de soutenir en toute sécurité les préformes en carbure
- Faciliter l'usinage concentrique et précis du carbure dans les outils
- Fournir la géométrie de départ des matières premières pour différents types d'outils
- Permet de rectifier les micro-géométries des arêtes en carbure
- Convient à la production en grande quantité d'outils optimisés
- Les trous facilitent l'acheminement du liquide de refroidissement vers les arêtes de coupe
- Dimensions standard des ébauches compatibles avec les systèmes de maintien des outils
- Les trous permettent un verrouillage anti-rotation pour les outils non rotatifs
- Peut être fabriqué avec des nuances de carbure très dures et résistantes à l'usure.
- La qualité constante des ébauches garantit la précision de l'outil
Limites des ébauches en carbure avec trous
L'utilisation d'ébauches en carbure présente certaines limites :
- Prétraitement supplémentaire nécessaire par rapport aux plaquettes finies
- Nécessite un équipement de meulage et des installations pour la fabrication d'outils
- Plus coûteux pour le prototypage et les outils personnalisés en petites quantités
- La position et la qualité des trous doivent respecter des tolérances serrées
- Le carbure est fragile et les ébauches sont susceptibles de s'écailler en cas de mauvaise manipulation.
- Complexité géométrique limitée par rapport aux outils à pointe PCD
- Réaffûtage ou remplacement nécessaire après utilisation
- Ne convient pas aux applications nécessitant une rigidité dynamique très élevée
Comparaison entre les ébauches et les plaquettes en carbure
Les ébauches en carbure diffèrent des plaquettes indexables préfabriquées en termes de géométrie, d'application et d'avantages de fabrication :
| Paramètres | Ébauches en carbure | Plaquettes indexables |
|---|---|---|
| Géométrie | Nécessite un meulage après le serrage dans l'outil | Géométrie préformée |
| Outils produits | Forets, fraises, formes sur mesure | Principalement des inserts pour le tournage |
| Configurations nécessaires | Meulage ou usinage d'outils | Assemblage d'outils simples |
| Volume de production | Moyenne à élevée | Très élevé |
| Délai d'exécution | Plus longue en raison de l'usinage | Plus rapide grâce à des inserts prêts à l'emploi |
| Coût | Plus faible pour les grandes productions | Plus faible pour les très gros volumes |
| Flexibilité | Plus flexible grâce à la possibilité de personnaliser la forme de l'outil | Géométries limitées des inserts |
| Contrôle de la qualité | Contrôlé par rectification interne | Prédéfini par le processus de moulage par insertion |
Les ébauches en carbure permettent une production flexible de divers types d'outils, mais nécessitent un traitement plus important. Les plaquettes indexables permettent une production de masse rapide, mais leurs options géométriques sont limitées.
Questions fréquemment posées
Quelles sont les configurations de trous les plus courantes dans les ébauches en carbure ?
Pour les queues d'outils ronds, les plus courants sont les trous centrés simples, les trous décentrés doubles, les trous transversaux ou les modèles de trous quadruples. Pour les queues coniques, les trous axiaux simples ou les trous radiaux doubles sont les plus courants.
Quelle précision peut-on obtenir lors de l'usinage d'outils à partir d'ébauches en carbure ?
Grâce à la technologie de rectification d'outils CNC et d'électroérosion, les ébauches en carbure peuvent être transformées en outils de coupe avec des tolérances allant jusqu'à ±2 microns et des états de surface inférieurs à Ra 0,2 micron.
Comment manipuler les ébauches en carbure pour éviter de les endommager ?
Les ébauches en carbure ont des arêtes fragiles et des coins vulnérables à l'écaillage. Il convient de veiller à ne pas heurter les arêtes et à ne pas soumettre les ébauches à des contraintes lors de la manipulation, du serrage et de l'usinage. Des dispositifs de manutention rembourrés sont utiles.
Est-il possible d'intégrer des trous d'alimentation en liquide de refroidissement lors de l'usinage d'outils à partir d'ébauches ?
Oui, les ébauches en carbure à trous débouchants facilitent le perçage de trous entrecroisés pour l'alimentation en liquide de refroidissement des arêtes de coupe et des goujures de copeaux d'outils tels que les fraises en bout. Mais les ébauches à trous borgnes limitent les options d'arrosage interne.
À quoi servent les porte-outils à frettage pour les ébauches en carbure ?
Le frettage utilise la différence de température pour créer un ajustement serré entre l'ébauche en carbure et le porte-outil en acier pour un serrage sûr sans mouvement ni faux-rond. Il s'agit d'une méthode privilégiée pour l'usinage à haute performance.
Quelles sont les meilleures pratiques pour l'affûtage des outils de coupe en carbure ?
Utiliser un équipement d'affûtage d'outils spécialisé, respecter les avances et vitesses d'affûtage recommandées pour la nuance de carbure, utiliser un liquide de refroidissement, affûter en plusieurs étapes, appliquer un léger ponçage pour ébavurer, éviter de surchauffer ou de choquer le carbure. Revêtir à nouveau après l'affûtage.
Conclusion
Les ébauches en carbure contenant des trous pré-percés sont un matériau polyvalent qui permet de fabriquer efficacement une large gamme d'outils de coupe pour répondre aux exigences de la production. En utilisant des ébauches aux dimensions, à la nuance de carbure et aux modèles de trous adaptés aux besoins de la conception de l'outil, il est possible d'usiner et de finir avec précision des outils de qualité pour diverses applications. Avec l'évolution constante des normes et le développement de nuances de carbure avancées, les technologies des ébauches en carbure continueront à permettre une production optimisée d'outils de coupe.
