Optimisation des angles de spirale des forets pour améliorer l'efficacité de l'usinage

Dans le traitement des trous sur les machines-outils, l'angle de spirale du foret joue un rôle crucial dans les performances de coupe, l'efficacité de l'évacuation des copeaux et la qualité de l'usinage. Différents angles de spirale sont adaptés à divers matériaux de traitement et conditions d'exploitation.

1. Influence et fonction de la taille de l'angle de spirale

1.1 Capacité d'évacuation des copeaux

Angles de spirale plus grands (≥30°) :

Améliorent le flux et la vitesse d'évacuation des copeaux, en particulier lors du traitement de matériaux plus tendres, réduisant ainsi le risque d'accumulation des copeaux.

Adaptés aux conditions de vitesse de coupe élevée, minimisant l'accumulation de chaleur pendant le traitement.

Angles de spirale plus petits (≤20°) :

Pour les matériaux durs, les petits angles de spirale offrent une plus grande force de coupe et améliorent la stabilité de la coupe, prévenant efficacement les vibrations causées par des forces de coupe excessives.

1.2 Distribution des forces de coupe

Angles de spirale plus grands : En raison de l'inclinaison plus importante du tranchant, les forces de coupe sont distribuées de manière plus uniforme pendant l'opération, ce qui permet de réduire l'usure et les dommages au foret tout en améliorant la finition de la surface du trou.

Angles de spirale plus petits : Bien qu'ils concentrent les forces de coupe, ils sont adaptés au traitement des matériaux durs, permettant de contrôler les vitesses et températures de coupe, prolongeant ainsi la durée de vie de l'outil.

1.3 Précision des trous

Angles de spirale plus grands : Facilitent l'évacuation rapide des copeaux et conviennent aux trous plus grands et plus superficiels, mais peuvent risquer l'agrandissement du trou sous des charges élevées.

Angles de spirale plus petits : Améliorent la précision du traitement, les rendant adaptés au perçage de trous de haute précision et profonds, bien qu'ils ne soient pas aussi performants pour l'évacuation des copeaux.

2. Méthodes de sélection de la taille de l'angle de spirale

Le choix de l'angle de spirale approprié nécessite de prendre en compte les caractéristiques du matériau, les conditions de coupe et la précision du trou souhaitée :

2.1 Type de matériau

Matériaux tendres : Pour l'aluminium et le cuivre, un angle de spirale supérieur à 30° est recommandé pour améliorer la capacité d'évacuation des copeaux, avec des vitesses de coupe autour de 100-200 m/min.

Matériaux durs : Pour l'acier inoxydable et les alliages de titane, il est conseillé de choisir un angle de spirale inférieur à 20°, avec des vitesses de coupe contrôlées entre 5-25 m/min pour garantir la stabilité et la précision.

2.2 Conditions de coupe

Usinage à grande vitesse : Choisissez un angle de spirale supérieur à 30° pour améliorer la douceur de coupe et réduire la chaleur de friction.

Usinage de forte charge : Optez pour un angle de spirale plus petit (15°-20°) pour augmenter la résistance à la coupe et minimiser l'usure de l'outil.

2.3 Caractéristiques du trou

Perçage de trous profonds : Utilisez des angles de spirale plus grands pour garantir de bonnes performances d'évacuation des copeaux et éviter l'accumulation des copeaux.

Perçage de trous de précision : Sélectionnez des angles de spirale plus petits pour maintenir une grande précision et éviter la déformation du trou.

3. Angle de spirale fixe et angle de spirale variable

En général, nous utilisons des forets à angle de spirale fixe, mais dans certains cas particuliers, nous pouvons utiliser des forets à angle de spirale variable.

3.1 Angle de spirale fixe :

Un angle de spirale fixe reste constant sur toute la longueur du foret. Les angles courants varient de 30° à 35°. Ce type est généralement utilisé pour des applications de perçage standard où un taux constant d'évacuation des copeaux est nécessaire. Il est efficace pour des matériaux tels que l'acier doux et l'aluminium, offrant un bon flux de copeaux et minimisant les obstructions.

3.2 Angle de spirale variable :

Les angles de spirale variables changent le long de la longueur du foret. Cette conception est bénéfique pour des tâches d'usinage plus complexes, car elle permet un meilleur contrôle des forces de coupe et de l'évacuation des copeaux. En augmentant progressivement l'angle de spirale, ces forets peuvent réduire les vibrations et améliorer la stabilité, les rendant adaptés pour des matériaux plus durs comme l'acier inoxydable et le titane.

L'angle de spirale du foret joue un rôle clé dans le traitement des trous, et le choix du bon angle de spirale peut considérablement améliorer l'efficacité de l'usinage et la qualité du produit. En analysant les différents matériaux, conditions de coupe et caractéristiques des trous, des orientations précieuses peuvent être fournies pour la conception et l'utilisation des forets, afin d'obtenir des résultats optimaux en usinage.