Les outils en diamant polycristallin (PCD) thermiquement stables, en raison de leur dureté élevée, de leur excellente résistance à l'usure et de leur bonne -stabilité à haute température, sont devenus des outils importants dans le domaine de l'usinage de matériaux difficiles-à-usiner. Cependant, pour exploiter pleinement leurs avantages en termes de performances, il ne suffit pas de se fier uniquement au matériau lui-même ; la maîtrise des techniques d’utilisation scientifique est également nécessaire pour réaliser un usinage efficace, précis et économique dans des conditions de travail complexes.
Premièrement, la sélection rationnelle des paramètres de coupe est fondamentale. Bien que le PCD thermiquement stable puisse résister à des températures élevées, des vitesses de coupe trop élevées ou des profondeurs de coupe excessives peuvent néanmoins entraîner un choc thermique instantané et une charge mécanique excessive, entraînant un micro-écaillage de l'arête de coupe ou une fatigue thermique. Pour les pièces typiques telles que les alliages d'aluminium-silicium, les composites à base de cuivre-et les polymères renforcés de fibres de carbone, des coupes d'essai en petits lots-doivent être effectuées pour déterminer la vitesse linéaire, l'avance et la plage de profondeur de coupe correspondantes, en garantissant que la température dans la zone de coupe reste stable dans la plage de stabilité thermique du matériau et en évitant la graphitisation de la phase diamant induite par une surchauffe.
Deuxièmement, il convient de prêter attention à l’installation, à l’alignement et à l’équilibre des outils. Lors du serrage, assurez-vous d'un bon ajustement entre le porte-outil et la broche pour réduire le faux-rond radial et le mouvement axial. Cela permet non seulement de maintenir la précision de l'usinage, mais réduit également le risque d'usure inégale. Pour les outils PCD à plusieurs-tranchants, vérifiez la synchronisation de chaque tranchant par rapport à la broche pour éviter une concentration de charge localisée causée par l'excentricité. Après l'installation, un test à basse vitesse-est recommandé pour confirmer l'absence de vibration anormale avant de procéder à l'usinage formel.
Les stratégies de refroidissement et de lubrification sont également cruciales. Bien que le PCD ait une excellente résistance aux températures élevées, une utilisation appropriée du liquide de refroidissement peut éliminer efficacement la chaleur de la zone de coupe, réduire l'adhérence de la matière à l'outil et empêcher la formation d'arêtes accumulées. L'utilisation de liquides de refroidissement respectueux de l'environnement avec de faibles résidus et un point d'éclair élevé, et la garantie que le débit et l'angle de pulvérisation couvrent toute la zone de coupe, peuvent améliorer la qualité de surface et prolonger la durée de vie de l'outil. Pour l'usinage à sec ou semi-à sec, les paramètres de coupe doivent être réduits de manière appropriée pour compenser une dissipation thermique insuffisante.
Dans les scénarios mixtes de coupe continue et intermittente, la résistance aux chocs de l'outil doit être prise en compte. Bien que le PCD ait une meilleure stabilité thermique et une meilleure ténacité que le diamant monocristallin-, il est toujours inférieur au carbure cémenté. Lorsque vous rencontrez des coins de cavité ou des points durs, la vitesse doit être réduite à l'avance pour éviter les charges d'impact instantanées qui pourraient endommager le tranchant. La surveillance en ligne-en temps réel et l'ajustement dynamique de l'avance en fonction des changements de charge garantissent des processus d'usinage sûrs et stables.
De plus, une inspection régulière et un réaffûtage en temps opportun sont essentiels au maintien des performances. La surveillance de la morphologie de l'usure du tranchant à l'aide de microscopes ou de systèmes d'imagerie et l'arrêt immédiat de la machine pour évaluation dès la détection d'anomalies permettent aux professionnels de restaurer la forme du tranchant à l'aide d'un équipement de réaffûtage de taille appropriée. Un contrôle strict de l’apport de chaleur du rebroyage est crucial pour éviter d’endommager la couche thermiquement stabilisée.
En résumé, l'utilisation efficace du PCD thermiquement stable nécessite une approche systématique englobant l'adaptation des paramètres, la précision du serrage, la gestion du refroidissement et l'adaptabilité aux conditions de fonctionnement. La maîtrise et la mise en œuvre de ces techniques peuvent améliorer la qualité de l'usinage tout en maximisant le potentiel de performance du matériau, offrant ainsi un support fiable pour la fabrication haut de gamme.
