1. Sélection du matériau et de la géométrie de l'outil
La sélection des outils est essentielle pour l’usinage du cuivre pur. Le cuivre pur produit des copeaux longs et continus et adhère facilement au tranchant, ce qui entraîne une accumulation de bords (BUE) et une mauvaise qualité de surface.
Les outils en carbure présentant une dureté et une résistance à l'usure élevées sont le choix le plus courant. Le carbure à grain fin-non revêtu ou les outils dotés d'un revêtement TiN lisse peuvent réduire la friction et l'adhérence. Les outils en acier rapide-sont également utilisés pour l'usinage à basse-vitesse, mais s'usent plus rapidement.
La géométrie de l'outil doit se concentrer sur la réduction de la force de coupe et de l'adhérence. Un grand angle de coupe est recommandé pour réduire la déformation et la chaleur de coupe. Un bord tranchant aide à minimiser l’extrusion et l’adhérence du matériau. Un angle de dépouille approprié évite la friction entre le flanc de l’outil et la pièce à usiner. Les faces de coupe polies sont très bénéfiques pour réduire l'adhérence des copeaux et améliorer le flux des copeaux.
2. Optimisation des paramètres de coupe
Le cuivre pur est mou mais collant, donc des paramètres déraisonnables entraîneront une usure importante des outils et une mauvaise finition de surface.
Généralement, une vitesse de coupe élevée, une avance modérée et une profondeur de coupe appropriée conviennent. La vitesse élevée aide à briser les copeaux et à réduire les-bords accumulés. Cependant, une vitesse trop élevée accélère l’usure de l’outil.
La vitesse d'avance ne doit pas être trop faible, car cela pourrait provoquer une friction et une extrusion plutôt qu'une coupe. Une alimentation modérée aide à former des copeaux stables. La profondeur de coupe est déterminée par la rigidité de la pièce ; une coupe trop-faible conduit souvent à une mauvaise qualité de surface en raison du frottement de l'outil.
3. Contrôle et retrait des copeaux
Le cuivre pur forme généralement des copeaux longs, bouclés et ininterrompus qui peuvent facilement s'enrouler autour de l'outil ou de la pièce, rayer la surface usinée ou même présenter des risques pour la sécurité.
Un contrôle efficace des copeaux comprend :
Utiliser des outils dotés de rainures-brise-copeaux pour courber et casser les copeaux.
Appliquer suffisamment de liquide de coupe pour aider à éliminer les copeaux.
Ajustement des paramètres de coupe pour favoriser le bris des copeaux.
L'élimination régulière des copeaux pendant l'usinage est essentielle pour maintenir l'état de surface et la précision dimensionnelle.
4. Application du fluide de coupe
Le fluide de coupe est extrêmement important dans l’usinage du cuivre pur. Il assure le refroidissement, la lubrification et l'évacuation des copeaux, réduisant ainsi considérablement l'adhérence et les-arêtes accumulées.
Des fluides de coupe à base d'huile minérale-ou des huiles émulsionnées offrant un bon pouvoir lubrifiant sont couramment utilisés. Ils réduisent la friction entre l'outil, le copeau et la pièce, abaissent la température de coupe, améliorent la finition de surface et prolongent la durée de vie de l'outil. L'usinage à sec n'est généralement pas recommandé, sauf dans des conditions particulières à grande vitesse-.
5. Fixation et rigidité de la pièce
Le cuivre pur a une faible rigidité et se déforme facilement sous l'effet d'une force de serrage ou d'une force de coupe. Un serrage excessif-entraînera une déformation élastique ou plastique, entraînant des erreurs dimensionnelles.
Principes de fixation :
Utilisez une force de serrage uniforme pour éviter toute déformation locale.
Augmentez la zone de contact pour réduire la pression.
Soutenez adéquatement les pièces à parois minces-pour éviter les vibrations.
Assurez une configuration stable pour éviter les vibrations, qui entraînent une mauvaise rugosité de la surface.
6. Qualité de surface et contrôle de tolérance
En raison de sa ductilité élevée, le cuivre pur est sujet au retour élastique, aux bavures et à une mauvaise finition de surface.
Pour améliorer la qualité :
Gardez les outils bien aiguisés à tout moment.
Utilisez des passes de finition finales avec une petite avance et une vitesse appropriée.
Éliminez les bavures immédiatement après l'usinage.
Contrôlez la température ambiante, car le cuivre a une dilatation thermique relativement élevée, ce qui affecte les dimensions de précision.
7. Éviter la contamination et l'oxydation
La surface en cuivre pur est chimiquement active et facilement oxydée ou contaminée par le liquide de coupe, la poussière ou la sueur des mains.
Pour les pièces nécessitant un placage, un soudage, un polissage ou un assemblage ultérieur, un nettoyage après-usinage et un-traitement anti-oxydation sont nécessaires. Un stockage approprié peut empêcher la décoloration et la dégradation des performances.
Résumé
L'usinage du cuivre pur nécessite un contrôle complet des outils, des paramètres, de la gestion des copeaux, du fluide de coupe, des fixations et du post-traitement. Le principal défi consiste à surmonter son caractère collant, sa faible rigidité et sa tendance à l’adhésion. Avec une conception de processus raisonnable et un fonctionnement strict, les pièces en cuivre pur peuvent atteindre une précision dimensionnelle élevée et une excellente qualité de surface, répondant aux exigences des applications électriques, thermiques, mécaniques et décoratives.
