coupe

En usinage, la coupe signifie la rotation d'un outil contre une pièce pour enlever des copeaux de métal et exposer une surface finie. La broche d'un tour peut faire tourner une tige d'acier à 400 tr/min tandis qu'un insert en carbure se déplace régulièrement sur celle-ci, ou la fraise en bout d'une fraiseuse peut tourner à 2000 tr/min pour plonger verticalement dans l'aluminium. La géométrie de l'outil, l'avance, la vitesse de broche et le liquide de refroidissement agissent ensemble pour contrôler la taille et la forme du copeau enlevé.

Le matériau de la pièce et la finition souhaitée déterminent les paramètres de coupe. Les matériaux plus durs comme la fonte exigent des vitesses plus faibles et des avances plus importantes; les matériaux tendres comme l'aluminium tolèrent des vitesses plus élevées et peuvent produire de longs copeaux filandreux qui bloquent les machines s'ils ne sont pas gérés. La finition de surface va des coupes grossières qui enlèvent rapidement de la matière aux coupes de finition qui prennent de très faibles profondeurs de coupe, souvent de 0,005 à 0,010 pouce, pour atteindre des tolérances et des spécifications dimensionnelles strictes.

Les outils de coupe s'usent progressivement. Le tranchant de l'outil s'aplatit et développe un cratère ou une usure en dépouille; finalement, il tombe en panne par écaillage, rupture ou en devenant trop émoussé pour couper proprement. Les outils en acier rapide (HSS) sont bon marché mais s'usent rapidement et nécessitent un réaffûtage fréquent. Les outils en carbure coûtent beaucoup plus cher mais résistent à des températures plus élevées et durent beaucoup plus longtemps, surtout pour les séries de production. Les carbures revêtus de nitrure de titane ou d'oxyde d'aluminium prolongent encore la durée de vie de l'outil et permettent des vitesses encore plus élevées.

Le fluide de coupe refroidit l'outil et évacue les copeaux. Pour les travaux d'ébauche sur un tour, une simple huile soluble (eau mélangée à un émulsifiant) suffit. Le fraisage à grande vitesse exige souvent une huile minérale pure ou un fluide de coupe synthétique pulvérisé à travers l'outil lui-même. La coupe à sec est possible pour certains matériaux et vitesses, mais risque la rupture de l'outil et une mauvaise finition de surface si les conditions se dégradent.

Le processus de coupe génère une chaleur importante là où l'outil rencontre la pièce. La température de l'outil au tranchant peut dépasser 1500 degrés Fahrenheit lors de l'usinage de l'acier. Cette chaleur affaiblit l'outil et peut ramollir la pièce près de sa surface, modifiant la dureté ou la stabilité dimensionnelle. Des machines-outils rigides, des outils tranchants, des vitesses correctes et un liquide de refroidissement adéquat contribuent tous à gérer la charge thermique et à maintenir l'opération stable et reproductible.