Quelle plage de vitesse de coupe choisir pour les premiers tests d’usinage du titane TC4 ?
Pour les premiers essais d’usinage du TC4 (Ti-6Al-4V), une approche prudente et méthodique est essentielle afin d’éviter toute défaillance immédiate de l’outil, de recueillir des données précieuses sur l’usure et de préserver l’intégrité de la surface. La vitesse de coupe initiale doit se situer dans une plage basse à modérée, en mettant fortement l’accent sur l’optimisation préalable des autres paramètres.
Vitesse de coupe de départ recommandée (SFM / m/min)
Pour un outil en carbure standard, non revêtu ou revêtu PVD, un point de départ prudent se situe entre 50 et 70 SFM (15 à 21 m/min).
Pour les opérations d’ébauche : Commencez à l’extrémité basse de cette plage, autour de 50-60 SFM (15-18 m/min). L’objectif est ici de privilégier la durée de vie de l’outil et la stabilité, car le taux d’enlèvement de matière plus élevé génère une chaleur et des forces considérables.
Pour les opérations de finition : Vous pouvez démarrer prudemment à l’extrémité haute, autour de 60-70 SFM (18-21 m/min). La faible profondeur de coupe réduit la chaleur et la charge totale, permettant une vitesse légèrement plus agressive pour obtenir une meilleure finition de surface.
Contexte critique : les autres paramètres sont primordiaux
Il est essentiel de comprendre que la vitesse de coupe n’est qu’une variable parmi d’autres. Un essai réussi repose sur un ensemble de paramètres équilibrés :
Avance par dent (fz) : Utilisez une charge de copeau constante et positive. Pour un outil de 12 mm (1/2"), commencez avec environ 0,08 à 0,12 mm/dent (0,003 à 0,005 pouce/dent). Une avance trop faible provoque du frottement et un écrouissage, tandis qu’une avance trop élevée augmente les contraintes et produit des copeaux épais difficiles à évacuer.
Profondeur de passe axiale (ap) : Peut être plus agressive, car elle a moins d’impact sur la pression de l’outil que la profondeur radiale. Pour le rainurage, utilisez le diamètre complet de l’outil. Pour le surfaçage ou l’usinage en épaulement, un bon point de départ est 1,5 fois le diamètre de l’outil.
Profondeur de passe radiale (ae) : C’est un levier clé pour gérer la chaleur et la charge. Commencez avec un engagement radial léger de 20 à 30 % du diamètre de l’outil. Cela permet à l’outil de passer plus de temps dans l’air/le fluide de coupe, évitant ainsi l’accumulation de chaleur.
Protocole d’essai et chemin d’optimisation
Le premier essai sert de référence. Après quelques minutes d’usinage, inspectez l’outil pour détecter toute usure et examinez les copeaux. Si l’outil ne présente aucun signe d’usure rapide et que les copeaux sont de couleur argentée ou paille, vous pouvez commencer une optimisation structurée. Augmentez la vitesse de coupe par petits incréments de 5 à 10 SFM (1,5 à 3 m/min) tout en maintenant les autres paramètres constants. Surveillez attentivement l’usure de l’outil après chaque incrément. L’objectif est de trouver la vitesse maximale où la durée de vie de l’outil reste économique avant l’apparition d’une usure rapide. Ces essais empiriques constituent une partie essentielle du développement de notre service d’usinage CNC du titane pour les nouveaux composants.
Facteurs influençant la variation
Cette plage de départ suppose un système de maintien d’outil robuste, une machine rigide et un liquide de refroidissement haute pression efficace. Si ces conditions ne sont pas réunies, il peut être nécessaire de démarrer à une vitesse encore plus basse. En outre, certaines géométries d’outils et revêtements avancés (par ex. AlTiN) peuvent permettre de commencer légèrement plus haut, mais l’approche prudente reste la plus sûre pour les premiers essais. L’expertise fournie par un service d’usinage de précision est ici inestimable, car elle intègre cette compréhension fine de l’interaction des paramètres afin d’assurer un résultat réussi dès le premier test.
