ECO – CONCEPTION

USINAGE A SEC

CHAUVOT JérémieDAULHAC AnthonyLOYRIAC Sylvain

S8*

Année Universitaire 2008-09 Cours de T. MASRI

USINAGE A SEC

• Avantages et inconvénients de la lubrification• Caractérisations des outils pour l’usinage à sec• Nouvelles technologies développées.• Conclusions.

USINAGE A SEC• Avantages et inconvénients de la lubrification

AVANTAGES PRINCIPAUX :

Evacuation des copeaux.

Refroidissement au point de contact outil/surface.

Prolongation de la durée de vie des outils.

Lubrification de certaines parties des machines.

USINAGE A SEC• Avantages et inconvénients de la lubrification

INCONVENIENTS MAJEURS :

Le marché des fluides de coupe représentait l’an dernier, en France, 60000 t.

Ces fluides représentent 16 % du coût moyen d’une fabrication. La charge représentée par les outils est d’environ 4% du coût total d’un projet d’usinage.

Les fluides contiennent des huiles mais aussi des composés toxiques qui peuvent provoquer de graves perturbations de l’écosystème.

Conditions de travail : risques potentiels d’allergies de contact ou respiratoires.

USINAGE A SEC• Caractérisations des outils pour l’usinage à sec

Outils de coupe revêtus autorisent :- l’augmentation de la vitesse de coupe- la création d’une barrière thermique entre l’outil et la surface à usiner- la réduction des temps de contact entre l’outil et la pièce

Cependant, le manque de lubrification a quelques effets négatifs : - augmentation rapide de la température au niveau de la surface d’usinage- difficultés d’évacuation des copeaux- nécessité d’angles de coupe plus importants et l’absence d’arêtes arrondies- apparition d’un dépôt de calamine obligeant un nettoyage de la plaquette

USINAGE A SEC• Caractérisation des outils pour l’usinage à sec

Les plaquettes en cermets à base de carbonitrute de titane (résistance élevée à l’usure) sont principalement utilisées, bien qu’un revêtement soit nécessaire.

Les revêtements : - film d’oxyde d’alumine (barrière thermique)- film de nitrure de titane-aluminium ( procédé PVD)- revêtement à base de cobalt (dureté et ténacité élevées)- revêtement glissant de bisulfure de molybdène (facilite le perçage et le taraudage à sec).- revêtement multi-couches

USINAGE A SEC• Nouvelles technologies développéesSystème MAXICOOL

-Une unité de refroidissement est intégrée dans l’outil.

-Un jet d’air comprimé est généré dans la machine et est conduit à travers l’outil.

- Refroidissement sous un effet physique (effet Joule-Thomson).

-Obtention d’une température au-dessous de zéro degré.

- Cet air froid est envoyé sur la plaquette amovible et sur la pièce à usiner.

USINAGE A SEC• Nouvelles technologies développéesNouvelles commandes numériques UGV : SKYMILL

USINAGE A SEC• ConclusionAvantages :Coûts de production réduitAugmentation de la vitesse de coupeMeilleur respect de l’environnementMeilleures conditions de travailOptimisation de l’état de surface (la finition n’est parfois pas nécessaire)Durée de vie des outils quasiment similaire à leur utilisation avec lubrifiant

Inconvénients :Nécessité d’une grande maîtrise du processusDifficultés de mise en valeur des avantagesNécessité d’évacuer les copeaux diffuseurs de chaleurTous les matériaux ne sont pas usinables à secCoûts élevés des outils et machines permettant ce processus