La formation de bavures est l'un des problèmes les plus fréquents lors des opérations de tournage. Qu'il s'agisse d'acier, d'acier inoxydable, d'aluminium ou de cuivre, des bavures, des irrégularités de surface ou des arrachements peuvent apparaître sur les arêtes après usinage. Ces bavures affectent non seulement l'aspect du produit, mais peuvent également réduire la précision d'assemblage et même impacter l'étanchéité et la durée de vie. Dans le cas de composants de précision et de la production en série, les problèmes de bavures sont encore plus marqués. Si elles ne sont pas maîtrisées à temps, elles augmentent les coûts d'ébavurage et diminuent l'efficacité globale de la production.
Pourquoi les bavures se forment-elles facilement lors du tournage ?
La formation de bavures est généralement liée à la plasticité du matériau, à l'état de l'outil et à la méthode de coupe. Lorsque le matériau ne peut pas se séparer complètement pendant la coupe, des résidus métalliques ont tendance à rester sur le bord de la pièce.
Les matériaux à haute plasticité forment facilement des bavures
Certains matériaux présentent une forte ductilité et ne se fracturent pas nettement lors de l'usinage.
Les matériaux courants comprennent:
- Inox
- Pièces en cuivre
- Alliages d'aluminium
- Acier à faible teneur en carbone
Plus le matériau est souple, plus l'effet d'étirement des bords est évident.
L'extrusion se produit pendant la découpe
Si l'outil de coupe n'est pas suffisamment affûté, le processus peut passer de la coupe à l'extrusion.
Cela peut conduire à :
- Bordage de la pièce
- Déchirure de surface
- résidus métalliques mineurs
- Bords irréguliers
Cette situation est plus fréquente lors des opérations de finition.
Les problèmes d'outillage peuvent augmenter les bavures de surface
L'état de l'outil influe directement sur les performances de coupe. Si l'outil est fortement usé ou si sa géométrie est inadéquate, les problèmes de bavures s'aggravent généralement. Lors de l'usinage, des outils plus affûtés permettent une meilleure évacuation des copeaux et produisent des arêtes de pièce plus lisses.
Usure sévère des outils
Lorsque l'outil de coupe s'use, son tranchant s'émousse progressivement et la résistance à la coupe augmente considérablement.
Les situations courantes incluent :
- Bords rugueux de la pièce
- Longueur de la fraise augmentée
- Marques de déchirure en surface
- Précision d'usinage réduite
L'effet devient plus évident lors de l'usinage en continu.
Géométrie d'outil incorrecte
L'angle de coupe de l'outil, l'angle de dépouille et le rayon de courbure du bec influencent tous la formation de bavures.
Par exemple :
- Un faible angle de chasse augmente le frottement
- Un angle de dégagement insuffisant provoque une extrusion.
- Un rayon de courbure excessif du nez crée un bord de fuite
- Les arêtes de coupe émoussées provoquent des déchirures de surface.
Une géométrie d'outil appropriée contribue à améliorer les conditions de coupe.
Sélection incorrecte des matériaux d'outils
Différents matériaux nécessitent différents outils de coupe.
Par exemple :
- L'acier inoxydable nécessite des outils à haute ténacité
- Les pièces en aluminium nécessitent des outils très affûtés
- Les pièces en cuivre nécessitent une réduction des bords rapportés.
- Les matériaux à haute dureté nécessitent des outils résistants à l'usure
Un mauvais choix d'outil augmente la probabilité de formation de bavures.
Des paramètres de coupe incorrects provoquent également des bavures.
Les paramètres de coupe influent directement sur le bris des copeaux. Si ces paramètres sont inadaptés, il est plus probable que des résidus de métal subsistent le long des bords de la pièce.
Vitesse de coupe instable
Lorsque la vitesse de coupe est trop faible, le matériau est plus susceptible de se déformer plastiquement.
Cela peut conduire à :
- bavures de surface
- bordage
- Coupe interrompue
- Finition de surface rugueuse
Différents matériaux nécessitent des plages de vitesses appropriées.
Réglage incorrect de la vitesse d'alimentation
Si la vitesse d'avance est trop faible, l'outil risque de frotter trop longtemps contre la surface de la pièce.
Cela peut entraîner :
- étirement du matériau
- Déchirure de surface
- Formation accrue de bavures
- Bords irréguliers de la pièce
Une vitesse d'avance excessive peut toutefois augmenter l'impact de coupe.
Profondeur de coupe insuffisante
Si la profondeur de coupe est trop faible, certaines zones peuvent entrer dans un état d'usinage basé sur le frottement.
Cela peut entraîner:
- Métal résiduel
- Déformation des bords
- Qualité de surface inégale
- Formation accrue de bavures
Les opérations de finition nécessitent un contrôle rigoureux des tolérances.
Le refroidissement et l'évacuation des copeaux influent également sur la formation des bavures.
De nombreux problèmes de bavures ne sont pas uniquement dus à l'outillage, mais aussi aux conditions de refroidissement et d'évacuation des copeaux. Si les copeaux ne sont pas évacués à temps, ils peuvent frotter de manière répétée contre la surface de la pièce, provoquant ainsi des bavures et des rayures.
Un refroidissement insuffisant provoque la formation d'un bord incrusté.
Lors de l'usinage, si les performances de refroidissement sont insuffisantes, le matériau peut adhérer à la surface de l'outil de coupe.
Cela peut entraîner:
- Formation de bordure bâtie
- Déchirure de surface
- mauvaise qualité de coupe
- Bavures accrues sur les bords
Les pièces en cuivre et en acier inoxydable sont plus susceptibles de présenter ces problèmes.
Copeaux enveloppant la pièce à usiner
Les longs copeaux qui s'enroulent continuellement autour de la pièce peuvent rayer à plusieurs reprises la surface usinée.
Les problèmes possibles incluent :
- Rayures de surface
- Bavures de bord
- Finition de surface rugueuse
- Opérations de finition échouées
Une bonne évacuation des copeaux est donc essentielle lors de l'usinage.
Comment réduire les bavures sur les surfaces de tournage
Bien que la formation de bavures ne puisse être totalement évitée, l'optimisation du procédé permet de la réduire considérablement. Lors de l'usinage, les outils de coupe doivent rester affûtés, tandis que la vitesse de coupe et l'avance doivent être adaptées aux caractéristiques du matériau. Pour les matériaux très ductiles, le refroidissement et l'évacuation des copeaux requièrent une attention particulière afin d'éviter le frottement continu des copeaux contre la surface de la pièce.
Gardez l'outil de coupe affûté
Des outils affûtés améliorent les performances de séparation des copeaux.
Cela contribue à réduire :
- bordage
- Déchirure de surface
- Métal résiduel
- bavures de la pièce
Le remplacement régulier des outils contribue à maintenir une qualité d'usinage stable.
Optimiser les paramètres de coupe
Des paramètres appropriés améliorent les conditions de coupe.
Les méthodes courantes incluent :
- Amélioration de la continuité de la coupe
- Maintenir un débit d'alimentation stable
- Éviter les coupes trop superficielles
- Réduction de l'usinage basé sur le frottement
Des conditions de coupe stables contribuent à réduire la formation de bavures.
Amélioration du refroidissement et de l'évacuation des puces
Une fois le refroidissement et l'évacuation des copeaux stabilisés, la qualité de surface de la pièce s'améliore considérablement.
Par exemple :
- Augmenter le débit du liquide de refroidissement
- Régler la direction de pulvérisation du liquide de refroidissement
- Utilisez des outils de brise-copeaux
- Assurez-vous que l'évacuation des copeaux soit effectuée en temps opportun.
Ces méthodes permettent de réduire le frottement répété des copeaux.
Différences de formation de bavures entre les matériaux
Lors du tournage, les bavures se caractérisent différemment selon les matériaux. Les pièces en acier inoxydable et en cuivre, de par leur grande ductilité, sont plus susceptibles de développer des bavures étirées. L'aluminium s'usine facilement, mais des outils émoussés peuvent néanmoins provoquer un écaillage des arêtes. Certains matériaux à haute dureté peuvent, quant à eux, produire de petits éclats sur les arêtes. Le choix des outils et des paramètres de coupe doit donc être adapté aux caractéristiques du matériau.
Pour les pièces de haute précision, les bavures affectent non seulement l'aspect, mais peuvent également influencer la précision dimensionnelle et la qualité d'assemblage. Par conséquent, l'état des bords de la pièce doit être surveillé en permanence pendant l'usinage, et les outils et les paramètres d'usinage doivent être ajustés en temps opportun afin de garantir une qualité d'usinage stable.
