L’arrosage et la lubrification dans l’usinage.

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Photo : PG Consulting

Les fonctions du fluide de coupe

L’utilisation, lors de l’usinage par enlèvement de matière, des liquides d’arrosage composées principalement d’eau, d’huiles minérales et d’additifs chimiques, permet d’assurer les fonctions suivantes :

  • le refroidissement de l’outil. A température élevée les caractéristiques mécaniques du matériau constituant l’outil diminuent. La durée de vie est inversement proportionnelle à la température de coupe. La durée de vie est affectée par toute variation, même minime, de la température.
  • la diminution du coefficient de frottement. Plus le frottement est élevé, plus l’angle de cisaillement est petit. Le changement de lubrifiant modifie le rapport de coupe et par conséquent le coefficient de frottement. Plus le rapport de coupe est élevé, meilleur est le pouvoir lubrifiant du fluide.
  • l’amélioration de l’état de surface. La formation de l’arête rapportée est à l’origine d’une rugosité élevée aux vitesses de coupe basses. La lubrification peut atténuer la formation de l’arête rapportée (additifs anti – soudure) et contribue à un meilleur état de surface.
  • l’ évacuation des copeaux. L’arrosage par jet permet de maintenir un film lubrifiant entre les parties frottantes et facilite l’évacuation des copeaux (en perçage par exemple). L’arrosage abondant permet une meilleure évacuation des copeaux.

La pénétration des fluides coupe

Les facteurs qui s’opposent à la formation du film lubrifiant près de l’arête sont :

  • la pression de coupe
  • l’évaporation due aux températures élevées
  • la vitesse de glissement des copeaux par outil

Les zones de pénétration vers l’arête sont :

  • entre la face en dépouille et la surface usinée
  • entre le copeau et l’outil (la face de coupe)

ATTENTION : 

La durée de vie de l’outil n’est améliorée que dans le cas où le jet est dirigé de façon très précise sur l’arête coupante.

Le mode d’action des fluides de coupe

Les divers lubrifiants utilisés en usinage assurent :

  • l’effet de refroidissement (eau, huiles minérales)
  • l’effet lubrifiant (les additifs chimiques)

Les pouvoirs lubrifiants et réfrigérants sont plus complexes à appréhender. Une étude intéressante a été publiée dans les techniques de l’Ingénieur.

ATTENTION :

Il est important d’assurer, en usinage par enlèvement de matière, un arrosage abondant et continu.

Il faut également commencer l’arrosage avant de démarrer l’usinage.

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