la formation du copeau - Usinage


la formation du copeau

La formation de copeaux fait partie du processus de découpe des matériaux par des moyens mécaniques, en utilisant des outils tels que des scies, des tours et des fraises. Une compréhension de la théorie et de l'ingénierie de cette formation est une partie importante du développement de ces machines et de leurs outils de coupe.
 
La formation du copeau résulte d’actions mécaniques complexes. L’épaisseur (e) du copeau est supérieure à la pénétration (a). Il y a donc gonflement du copeau au cours de son déroulement. Les fibres du copeau sont orientées suivant une même direction (parallèle à AB). La surface du copeau en contact avec l’outil est lisse, alors que la face opposée est rugueuse (festonnage).

Les différents essais de coupe ont permis de déterminer le mode de formation du copeau. On distingue 4 zones différentes participants à la formation du copeau.
Zone 1 : zone de séparation du métal ou l’arête de coupe (O) exerce un effort de compression en un point où le métal est séparé en deux parties :
·        une partie constituant le copeau,
·        l’autre partie constituant la surface usinée. La température de cette zone avoisine les 600°.

Zone 2 : zone de glissement plastique dite de formation du copeau (LEHQ) limité par deux lignes :
·        la ligne MN est le front où la limite élastique est atteinte,
·        la ligne EH représente la fin de déformation plastique au cours de l’écoulement de la matière.

Zone 3 : zone de glissement à l’interface copeau face d’attaque de l’outil ; ce frottement de glissement est intense et génère une chaleur élevée (750°).


Zone 4 : zone de frottement de glissement à l’interface surface usinée par rapport à la face de dépouille. Ce frottement est beaucoup moins énergétique que pour la zone 3.

De nombreux paramètres agissent sur la formation du copeau et il est souvent difficile de contrôler correctement sa forme. Le copeau idéal est un copeau court (qui se fractionne facilement), ce qui apporte de nombreux avantages, entre autre :

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évacuation facile du copeau,
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refroidissement de l’outil plus efficace,
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pièce non rayée,
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sécurité,
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meilleur état de surface,
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etc.

Pour maîtriser le copeau il existe des diagrammes, appelé « diagrammes brise-copeaux » qui donnent en fonction de l’outil et de la matière usinée, les plages pour le choix des conditions de coupe (profondeur de passe et avance).

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