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Choix des plaquettes amovibles adaptées – de quoi faut-il tenir compte ?

Les plaquettes offrent un avantage considérable par rapport aux autres outils de coupe : si une arête de coupe de la plaquette est usée, elle est simplement tournée sur une arête de coupe inutilisée, il n’est pas nécessaire de la rectifier. Ainsi, la production en cours n’est interrompue que brièvement et la mise en place fastidieuse de l’outil n’est plus nécessaire.

Le choix de la plaquette de coupe dépend du mode de production ainsi que du matériau à usiner et de son degré de dureté. Il existe une multitude de plaquettes qui diffèrent en matière de forme et de matériau, compliquant le choix des plaquettes adaptées. 

Norme internationale relative aux plaquettes

Pour éviter les mauvaises décisions, les plaquettes sont définies par des normes internationales. Cette normalisation ISO indique la taille, la forme, la fixation, les caractéristiques du matériau et le revêtement. à l'aide de la désignation des plaquettes ISO, le mécanicien-usineur peut sélectionner la plaquette amovible adaptée à l’usage prévu.

Le code ISO peut compter jusqu’à douze caractères. Il doit impérativement en compter au moins sept. Les huitième et neuvième caractères concernent des indications facultatives qui sont appliquées selon les besoins. Les trois derniers correspondent à des indications facultatives du fabricant et sont séparés par un trait d’union du code ISO.

Les sept champs obligatoires désignent la plateforme ou l’angle de dépouille et d’autres caractéristiques essentielles de la plaquette. Les caractères comportent des lettres et des chiffres d’identification uniques qui identifient une plaquette. Afin de pouvoir attribuer les dimensions appropriées à ces lettres, il convient de consulter les tableaux conformément à la norme DIN4983, disponibles dans un manuel.

Les indications spécifiques des fabricants sont indiquées après un trait d’union et, en fonction de l’entreprise, indiquent la largeur du chanfrein, l’angle du chanfrein, le matériau de coupe ou la forme du brise-copeaux. Il est donc possible de décrypter les informations à l’aide des catalogues des fabricants.

1 = Forme des plaquettes | 2 = Angle de dépouille | 3 = Tolérances

4 = Caractéristiques de coupe et de fixation | 5 = Longueur d’arête de coupe | 6 = Épaisseur des plaquettes

7 = Rayon de bec | 8 = Préparation de l'arête de coupe | 9 = direction de coupe

10 = Indications du fabricant

Le code ISO compte 9 symboles, les symboles 8 et/ou 9 n’étant utilisés qu’en cas de nécessité. Le fabricant peut ajouter d’autres symboles, jouxtant le code ISO séparés par un trait d’union (par ex. pour la forme du brise-copeaux).

Astuces pour la sélection optimale de la plaquette

Pour garantir un contrôle optimal des copeaux ainsi que des résultats d’usinage parfaits, la géométrie, la nuance, la forme (angle de pointe), la taille, le rayon de bec et l’angle d’attaque de la plaquette doivent être soigneusement sélectionnés.

Sélectionner la géométrie des plaquettes en fonction de l’application

Pour l’ébauche, il est recommandé de combiner une profondeur de coupe plus grande ainsi qu’une vitesse d’avance élevée. Les applications d’ébauche imposent donc des exigences élevées en matière de stabilité des arêtes de coupe. La finition est une application nécessitant une force de coupe réduite car elle requiert généralement de faibles profondeurs de coupe et des avances limitées.

Sélectionner les angles de pointe les plus larges possibles

Un angle de pointe élevé est stable, requiert une puissance supérieure de la machine, mais il peut également tolérer des vitesses d’avance plus élevées. Des forces de coupe importantes sont donc possibles, mais augmentent la tendance aux vibrations. Avec un angle de pointe réduit, l’arête de coupe est plus instable et affiche un faible engagement de l’arête de coupe ; augmentant ainsi la sensibilité thermique. La plaquette présente une force de coupe plus faible.

1. RE = Rayon de bec

2. I = Longueur d’arête de coupe (taille des plaquettes)

3. Angle de pointe

Sélectionner la taille des plaquettes en fonction de la profondeur de coupe

Sélectionnez la taille des plaquettes amovibles en fonction des exigences de l’application et de l’espace disponible pour l’outil. Une plaquette plus grande offre une stabilité accrue. Par exemple, pour l’usinage lourd, la taille des plaquettes est généralement supérieure à IC 25 mm (1 pouce). Lors de la finition, la taille peut bien souvent être réduite. Procédez de la manière suivante : vous déterminez dans un premier temps la profondeur de coupe la plus élevée et définissez ensuite la longueur d'arête de coupe requise, en tenant compte de l’angle d’attaque du porte-outil. Vous pouvez alors sélectionner la longueur de l’arête de coupe correcte pour la plaquette.

Sélectionner le rayon de bec maximal

Le choix du rayon de bec dépend de la profondeur de coupe et de l’avance, a une influence sur la qualité de la surface, le brise-copeaux ainsi la stabilité de la plaquette . Le rayon de bec représente donc un facteur extrêmement important lors du tournage. Un rayon de bec inférieur convient parfaitement aux faibles profondeurs de coupe, réduit les vibrations et aide à la formation de petits copeaux. Cependant, l’arête de coupe est moins stable qu’avec un large rayon de bec. Cela permet une avance importante avec des profondeurs de coupe élevées tout en ayant une bonne protection de l'arête de coupe. Cependant, les forces radiales sont amplifiées dans les grands rayons d’angle. Ce phénomène peut nuire à l’action de coupe et à la qualité des surfaces. Vous devez donc sélectionner un rayon de bec réduit si votre configuration a tendance à vibrer.  En principe, vous devez opter pour un rayon de bec inférieur à la profondeur de coupe.

Sélectionner l’angle d’attaque

L’angle d’attaque KAPR correspond à l’angle entre l’arête de coupe et le sens d’avance. Il influe sur la formation de copeaux, le sens de la force de coupe et la longueur des arêtes de coupe en prise. Avec un angle d’attaque élevé, les forces sont dirigées vers le mandrin, de sorte que le risque de vibration est moins élevé. Il permet le tournage d'épaulements et présente des forces de coupe plus importantes à l’entrée et à la sortie. En revanche, un grand angle d’attaque peut entraîner une tendance à l’usure en entaille dans les superalliages réfractaires et les matériaux trempés. L’angle d’attaque plus faible augmente la tendance à la vibration étant donné que des forces radiales supérieures sont dirigées dans le composant. Mais en contrepartie, l’arête de coupe est moins sollicitée, un copeau plus fin est produit, permettant des vitesses d’avance plus élevées et l’usure en entaille plus faible. En revanche, il n’est donc pas possible de réaliser un épaulement à 90°.

Sélectionner le substrat et le revêtement adéquats

En principe, le matériau de la plaquette doit être dur et résistant aux déformations, mais également le plus solide possible, c’est-à-dire non cassant, sans réaction avec le substrat et globalement chimiquement stable, c’est-à-dire résistant aux cycles thermiques soudains, à l’oxydation et à la diffusion. Il existe des plaquettes en carbure, en céramique, en nitrure de bore cubique et en diamant. La géométrie et la nuance des plaquettes se complètent : la ténacité d’une nuance peut compenser le manque de stabilité d’une géométrie de coupe.

  • Carbure : Résistance à une température jusqu’à 1000 degrés C, une grande résistance à l’usure et à la pression  
  • Céramique : une résistance à une température jusqu’à 1200 degrés C, une grande dureté, une rigidité élevée et une aptitude aux vitesses de coupes plus élevées
  • Nitrure de bore : la résistance à une température jusqu’à 2000 degrés C, une résistance élevée à l’usure et une grande dureté
  • Diamant : une résistance à l’usure extrêmement élevée

Pour améliorer leurs propriétés, les plaquettes sont fréquemment dotées d’un revêtement à base de matériaux dur comme le carbure de titane ou le nitrure de titane afin d’optimiser davantage la résistance à l’usure et à la chaleur.

  • Les applications typiques de nuances de carbure sans revêtement regroupent l’usinage de superalliages réfractaires ou d’alliages en titane, ainsi que le tournage de matériaux trempés avec une vitesse réduite. L’usure est ici plus importante que pour les nuances avec revêtement.
  • Les nuances avec revêtement CVD sont le premier choix pour un large éventail d’applications où la résistance à l’usure est primordiale. CVD désigne le dépôt chimique en phase vapeur (Chemical Vapour Deposition). Le revêtement CVD s’effectue par des réactions chimiques à des températures de 700-1050 degrés. Il est employé dans les applications générales de tournage et de perçage dans l’acier, où les revêtements CVD épais offrent une résistance à l’usure en cratère, ainsi que dans les applications générales de tournage des aciers inoxydables et des nuances de fraisage ISO P, ISO M et ISO K. Lors du perçage, les nuances CVD sont normalement utilisées dans l’arête de coupe extérieure.
  • Les nuances à revêtement PVD, donc avec des revêtements fabriqués par dépôt physique en phase vapeur (PVD, Physical Vapour Deposition), sont recommandées pour leurs arêtes rigides mais affutées, également pour les matériaux adhésifs. Les champs d’application sont variés et incluent toutes les fraises et tous les forets en carbure monobloc ainsi que la majorité des nuances pour le rainurage, le taraudage et le fraisage. En outre, les nuances avec revêtement PVD sont majoritairement utilisées pour la finition, et comme nuance pour l'arête de coupe centrale lors du perçage à plaquettes.

Trouvez dès à présent la plaquette et le porte-plaquettes adaptés :