L'outil: La
partie la plus importante de l'outil est l'arête de coupe,
intersection d'une face de coupe sur laquelle glisse le copeau, et
d'une face en dépouille opposée à la surface
tranchée, i.e. partie active, dont la dureté doit
être plus grande que celle du métal à travailler.
Sur tous les outils
il est nécessaire de dépouiller certaines surfaces pour éviter leur
frottement avec les surfaces engendrées. L'étude des outils
peut prendre comme modèle celle de l'outil prismatique:
Les angles de la partie active sont définis par trois plans Pr, Pf et Ps eux même repérés en fonction des vecteurs vitesse de coupe V et d'avance Vf:
- Pr
plan de référence (en marron), passant par le point A de
l'arête et perpendiculaire à la direction du vecteur vitesse de
coupe V
- Ps plan d'arête (en beige), perpendiculaire au plan Pr et contenant la tangente à l'arête S
- Pf plan de travail conventionnel (en orange), perpendiculaire au plan Pr et parallèle à la direction du vecteur avance Vf.
On
définit ainsi les angles:
- de direction d'arête d'outil Kr, angle entre Pf et Ps mesuré dans Pr,
dépend du travail d'usinage (forme de la surface à
générer, ébauche ou finition), angle à
gauche ou à droite
- d'inclinaison d'arête d'outil Lambdas, angle que fait l'arête de coupe S et le plan Pr,
dépend du genre et du type de travail (ébauche ou
finition, choc ou continu). Une valeur négative a pour but
d'augmenter la résistance du bec et d'orienter le
déroulement du copeau.
- de coupe Gamma, dépend du matériau usiné
- de dépouille Alpha (Ci. 6° pour l'acier rapide, 4° à 8° pour les carbures métalliques)
- de taillant Béta (dépends de la résistance à la coupe du métal à usiner)
Le
bec de l'outil joue un rôle important sur la rugosité de
la surface engendrée, car il diminue la hauteur des stries.
La section du corps de l'outil et la longueur de l'arête de coupe sont fonction de l'avance et de la profondeur de passe.
Matière employée: Les matériaux utilisés doivent répondre aux exigences suivantes:
- Résistance élevée aux sollicitations de traction et compression
- bonne rugosité des faces de coupes et de dépouilles
- conservation de la dureté à des températures élevées (500 à 900°C)
On utilise quatre grande catégories de matériaux de coupe
- aciers rapides:
ce sont des aciers à fort pourcentage de carbone avec des
additions d'alliage dont le but est d'augmenter la dûreté
et la résistance à l'usure. Ces aciers ne sont pas
sensibles à l'écaillage et on peut obtenir par
affûtage une arête de coupe trés vive
- carbures métalliques:
ils possédent une haute résistance et une haute
dureté, et permettent de travailler à des vitesses 4
à 6 fois supèrieure à celle des aciers rapides.
Sensibles à l'écaillage l'arête de coupe n'est
jamais vive, mais possède un léger rayon.
- Céramiques:
elles sont constituées par de l'oxyde d'aluminium
aggloméré par un liant et mis en forme. leurs
dureté est élevée et les vitesses de coupe
permises sont de 3 à 4 fois supèrieures à celles
des carbures
- diamand industriel:
il se présente sous forme de grain brasé à
l'extrémité d'un corps d'acier. Il peut usiner tous les
métaux quelque soit leur dureté. On l'emploie pour
certains travaux de finition.
Px puissance absorbée à la coupe à section de copeau égale
Vitesse de coupe:
Dans
tous les cas la vitesse de coupe est rigoureusement
déterminée afin d'obtenir une bonne
longévité des outils et une bonne coupe. Ces valeurs ont
été déterminées expérimentalement
par des laboratoires spécialisés dans les essais de
coupe.
Lubrification:
La coupe s'accompagnant d'un important dégagement de
température, la lubrification est nécessaire pour limiter
celle-ci (réfrigération) et/ou diminuer le coefficicent
de frottement (lubrification), et assurer ainsi la possibilité
d'une bonne vitesse de coupe ainsi que la longévité des
outils.
Centrage des outils: le centrage est assuré généralement par la forme conique, sauf cas de trés petits outils.
Cônes morses et cônes 5%:
ils procurent en général une adhérence suffisante
pour l'entraînement des outils. On les démonte au
moyen d'une clavette chasse-cône ou d'un extracteur fileté
cône à tenon (à gauche) et à trou taraudé (à droite) - nez de broche (dessous):
Cônes 7/24:
ils réalisent un centrage moins précis, des tenons sont
obligatoires pour l'entraînement de l'outil, mais les montages
démontages sont grandement facilités.