Comprendre la vitesse de la broche pour le plastique ABS dans l'usinage CNC

Le réglage de la vitesse de broche appropriée lors de l'usinage CNC est essentiel pour améliorer les performances et la qualité du produit final. Cet aspect est également vrai pour le plastique ABS, qui est populaire dans les secteurs de l'automobile et de l'électronique grand public en raison de sa légèreté, de sa durabilité et de sa facilité d'usinage. Le réglage de la vitesse de broche appropriée pour le plastique ABS améliore la précision du travail et réduit les risques de destruction du matériau, d'usure des outils et d'inefficacité globale de la production. Cet essai décrit les principes fondamentaux de l'optimisation de la vitesse de broche pour le plastique ABS, notamment pourquoi elle est importante, quels facteurs sont les plus pris en compte et quelles pratiques clés doivent être respectées pour obtenir des résultats d'usinage réussis. Que vous soyez un machiniste expérimenté ou un débutant en usinage CNC, savoir comment régler la vitesse de broche pour ce type de thermoplastique est essentiel pour obtenir des composants de haute qualité.

Quel est le recommandé vitesse de broche pour l'usinage ABS Plastique?

Comment calculer la vitesse de rotation de la broche pour le plastique ABS

La vitesse de la broche, généralement mesurée en tours par minute (RPM), peut être calculée à l'aide de la formule :

Vitesse de broche (tr/min) = (vitesse de coupe × 1000) / (π × diamètre de l'outil)

En fonction des conditions d'usinage et de l'outillage, la vitesse de coupe du plastique ABS se situe généralement entre 100 et 300 mètres par minute. Le choix de la plage de vitesses de coupe est déterminé par la quantité de matériau de l'outil, la géométrie de la pièce et même la finition de surface. Une fois la pièce réglée, la finition de surface souhaitée peut être facilement obtenue en réglant de manière appropriée la vitesse de coupe en mètres par minute.

Facteurs influençant la vitesse de la broche lors de l'usinage de l'ABS

Matériau et géométrie de l'outil

Les formes et matériaux spécifiques des outils, comme les fraises et les forets, ont des vitesses de rotation optimales différentes. Les outils en carbure, par exemple, peuvent supporter des vitesses beaucoup plus élevées que les outils en acier rapide (HSS).

Propriétés de la pièce 

L'ABS peut également être classé comme un thermoplastique relativement souple, capable de fondre à une température inférieure d'environ 200 °C. Si des vitesses de broche excessives sont utilisées, il y aura un risque de fusion du matériau, de déformation et même de découpe médiocre ou inégale.

Liquide de refroidissement et lubrification

La présence ou non de liquide de refroidissement a un effet direct sur la chaleur produite pendant le processus d'usinage et sur la quantité de chaleur et de frottement qui peut être supportée à une vitesse de broche donnée.

Opération d'usinage 

Différents niveaux de coupe tels que les opérations d'ébauche et de finition nécessiteront probablement différentes valeurs de vitesses de broche pour un équilibre optimal entre la qualité de surface et les taux d'enlèvement de matière.

Pourquoi la vitesse de la broche est-elle critique ?

La vitesse de la broche est essentielle à la qualité, à l'efficacité et à la précision de l'usinage CNC du plastique ABS. Si les vitesses de broche sont mal réglées, trop de chaleur est générée, ce qui peut entraîner la fusion du matériau, un comportement gommeux ou une finition de surface médiocre, voire des dommages à l'outil. De plus, des vitesses de broche optimisées garantissent une élimination efficace du matériau tout en augmentant la disponibilité de l'outil et en éliminant les problèmes d'usinage tels que le broutage ou les problèmes dimensionnels de l'outil. Les vitesses de broche adaptées spécifiquement au plastique ABS permettent une production de meilleure qualité tout en protégeant l'outil et en réduisant les déchets.

Comment sélection d'outils affecter vitesse de broche pour ABS?

Quels types de fraises sont les mieux adaptés à l’usinage du plastique ABS ?

Lors du travail du plastique ABS, des fraises à une ou deux cannelures sont utilisées en raison de leur tendance réduite à l'écaillage et de leur capacité accrue à éliminer les déchets générés. Le point de fusion de l'ABS est relativement bas, c'est pourquoi les outils dotés de moins de deux cannelures seront les meilleurs, car ils faciliteront l'élimination des copeaux et réduiront ainsi les risques de déformation thermique. Les fraises hélicoïdales à coupe ascendante sont également adaptées car elles déplacent les déchets tout en améliorant la finition de surface.

L'ABS est-il mieux coupé avec du carbure ou du HSS ?

Les fraises HSS et carbure abrasif sont toutes deux utiles pour travailler avec l'ABS, bien que l'HSS soit plus adapté à ce travail particulier. En ce qui concerne le type de matériau, l'ABS n'a généralement pas besoin du type de panneau le plus dur. Les outils HSS sont moins chers, fonctionnent assez bien et ne s'écaillent pas ou ne se cassent pas aussi facilement que les outils en carbure cassants, contrairement aux plastiques plus mous. Cependant, si l'opération implique une vitesse élevée ou si la conservation des bords est d'une grande importance, alors les outils en carbure sont idéaux.

De quelle manière la conception de la flûte affecte-t-elle la vitesse de la broche ?

Il est important de noter qu'une fraise à une seule goujure est capable d'atteindre une vitesse de broche optimale allant de huit à douze mille tours par minute. Avec les conceptions à plusieurs goujures, ces vitesses ne sont pas aussi facilement atteignables en raison de l'efficacité de l'évacuation des copeaux. Avec l'augmentation des vitesses, la rétention de chaleur devient problématique. D'autre part, les outils à 4 et 6 goujures sont généralement évités pour les pièces en ABS car ils ont tendance à piéger les matériaux qui peuvent provoquer une fusion ou des défauts de surface. De plus, le diamètre de l'outil, la vitesse de la broche et la vitesse d'avance doivent se situer dans des plages spécifiées afin d'obtenir un usinage efficace, où une vitesse d'avance comprise entre 50 et 150 pouces par minute est courante lors de la découpe de l'ABS. Cependant, des modifications des paramètres de plage peuvent être nécessaires en fonction de la géométrie de l'outil et de l'environnement dans lequel la découpe a lieu.

Quels sont les avances et vitesses pour fraisage ABS?

Comment déterminer le débit d'alimentation optimal pour le plastique ABS

Pour trouver la vitesse d'avance idéale pour le plastique ABS, il faut prendre en compte les propriétés du matériau, les paramètres de l'outil de coupe et les conditions d'usinage. Pour éviter la fusion, il est nécessaire de sélectionner une vitesse qui permet une bonne dissipation de la chaleur et ne génère pas trop de frottement. En conjonction avec la vitesse de broche et la géométrie de l'outil, la plage typique de vitesses d'avance sur le matériau ABS se situe entre 50 et 150 pouces par minute (IPM). Pour découvrir ce qui est optimal pour votre configuration, il est préférable de tester d'abord des vitesses plus faibles, puis de les augmenter lentement.

L'effet de la charge de copeaux sur la vitesse et l'avance

La charge de copeaux correspond à la quantité de matière enlevée par dent et par rotation. Elle affecte de manière significative à la fois la vitesse d'avance du processus et la vitesse de la broche. La charge de copeaux joue un rôle essentiel pour atteindre des vitesses de coupe appropriées sans risquer la déformation ou l'échauffement excessif du matériau ABS. La plage de charge de copeaux attendue pour une fraise en bout utilisée sur ABS est de 0.002 à 0.004 pouce par dent en fonction de la rigidité de la machine et du diamètre de l'outil en question. Une augmentation de la chaleur et de l'usure des outils peut se produire avec des charges de copeaux plus faibles, et une diminution de la finition de surface et de la précision dimensionnelle peut se produire avec des charges de copeaux plus élevées.

Amélioration des avances et des vitesses pour une meilleure finition de surface

Pour le fraisage de l'ABS, il est recommandé d'utiliser des vitesses d'avance modérées et des vitesses de broche élevées. Cette combinaison permet de garantir que le matériau est retiré en douceur sans surchauffe, ce qui permet d'obtenir une meilleure finition de surface. Le type d'outil utilisé est également important ; les outils tranchants en acier rapide (HSS) ou en carbure avec des cannelures polies sont idéaux, car ils réduisent la friction et offrent une meilleure qualité de finition. Un liquide de refroidissement ou un jet d'air peuvent également être utilisés pour dissiper la chaleur de la pièce afin de réduire les risques associés au gauchissement ou à la fusion.

Paramètres recommandés :

1. Vitesse de broche:10,000 20,000 à XNUMX XNUMX tr/min (en fonction du diamètre de l'outil et de la capacité de la machine)
2. Débit d'alimentation: 50-150 IPM
3. Charge de puce:

• Diamètre de l'outil ≤ 1/8 pouce: 0.002 pouce par dent
• Diamètre de l'outil > 1/8 pouce: 0.003-0.004 pouces par dent

4. Profondeur de coupe:

• Nous recommandons des passes peu profondes 0.015-0.03 pouces pour la finition

En ajustant systématiquement ces paramètres et en surveillant le processus d’usinage, les fabricants peuvent améliorer la qualité de surface de l’ABS, améliorer l’efficacité de l’usinage et réduire les défauts.

Qu'est ce que le usinabilité of Plastique ABS?

Principales propriétés de l'ABS qui affectent l'usinage

Le plastique ABS, d'une dureté modérée, est très apprécié pour son usinabilité en raison de sa résistance modérée aux chocs. En raison des propriétés de l'ABS, des outils tels que des perceuses, des tours et des fraiseuses peuvent être utilisés sans endommager gravement les arêtes de coupe de l'appareil. Les outils d'usinage conçus pour travailler avec des métaux ont souvent tendance à générer trop de chaleur pendant la coupe et peuvent entraîner une fusion ou une déformation. Par conséquent, la chaleur pendant le processus d'usinage de l'ABS doit être étroitement contrôlée. De plus, l'ABS, comme d'autres polymères, a un avantage supplémentaire : sa faible densité (~1.04 g/cm³) le rend particulièrement adapté aux applications légères.

L'effet de la profondeur de coupe sur les plastiques ABS

Il est important de sélectionner soigneusement la profondeur de coupe, car elle affecte grandement le résultat final du processus d'usinage ABS. Pour les passes de finition, des coupes peu profondes entre 0.015 et 0.03 pouces doivent être adoptées, car elles augmentent la finition de surface souhaitée tout en réduisant les contraintes sur la surface. De plus, les coupes plus profondes qu'un certain seuil peuvent facilement entraîner un écaillage, une flexion ou une fusion de la surface. La plage de profondeur réduit également le niveau de vibration et de déflexion des outils, ce qui se traduit par une meilleure précision d'usinage.

Méthodes d'usinage courantes pour l'ABS

Travailler sur du plastique ABS est une tâche assez minutieuse, chaque détail étant travaillé pour atteindre la précision. Voici quelques méthodes pour atteindre cet objectif :

Fraisage:

• Lors du fraisage, veillez à surveiller les avances et les vitesses. Veillez également à régler une vitesse de broche de 4,000 8,000 à XNUMX XNUMX tr/min en fonction du diamètre et du type d'outil utilisé.
• Assurez-vous d’utiliser des outils en carbure tranchants pour maintenir des coupes nettes et réduire la génération de chaleur.

Tournant:

• Cette méthode est adaptée à la production de composants cylindriques.
• Il est recommandé d'utiliser une vitesse de coupe de 200 à 500 SFPM ainsi qu'une vitesse d'avance de 0.002 à 0.004 IPH pour garantir qu'aucune surcharge de l'outil ne se produise.

Forage: 

• Il est important d'utiliser des forets en acier rapide et en carbure avec un tranchant optimal pour garantir que les formations de bavures soient réduites au minimum.
• Les taux d'alimentation recommandés sont de 0.004 à 0.012 pouce pour chaque tour, en fonction de la taille du servo utilisé.

Les techniques utilisées pour travailler sur les étapes fournies sont destinées à fournir des lignes directrices sur la façon de travailler sur les matériaux ABS pour obtenir des résultats précis lors de l'usinage des pièces. Assurez-vous de toujours effectuer des coupes d'essai précises pour des machines spécifiques afin d'ajuster les paramètres en fonction de leurs besoins.

Quel rôle fait liquide de refroidissement jeu dans l'usinage ABS Plastique?

Avez-vous besoin de liquide de refroidissement lors du fraisage de l'ABS ?

Lors du fraisage du plastique ABS, le liquide de refroidissement est rarement nécessaire. En général, un jet d'air suffit à évacuer les copeaux et à réguler la température. L'ABS est un thermoplastique, ce qui signifie qu'il se ramollit ou coule lorsqu'il est exposé à des températures élevées pendant une période prolongée. L'utilisation trop fréquente de liquide de refroidissement présente des risques tels que des défauts de surface ou un gonflement du matériau, ce qui rend l'usinage à sec et les méthodes de refroidissement minimal plus favorables.

Quels types de liquides de refroidissement sont recommandés pour le plastique ABS ?

En cas de besoin de refroidissement, des liquides de refroidissement non réactifs solubles dans l'eau ou des systèmes de refroidissement par brouillard avec des applications contrôlées peuvent être utiles. Ces méthodes garantissent que la température est maintenue sous contrôle sans détruire la stabilité dimensionnelle du matériau. Dans le cas de l'ABS, il faut veiller à éviter d'utiliser des liquides de refroidissement ou de coupe à base de pétrole qui peuvent réagir négativement avec le matériau ou le dégrader.

Quel impact un liquide de refroidissement a-t-il sur la durée de vie de l'outil pour l'usinage CNC ?

Une application appropriée du liquide de refroidissement peut augmenter la durée de vie de l'outil en réduisant la friction et en éliminant la chaleur. Pour l'ABS, il est probable qu'un outillage tranchant associé à des paramètres optimaux pour générer une quantité minimale de chaleur signifie qu'il n'y a pas besoin de liquide de refroidissement. Les outils ne résistent généralement pas et un usinage sans compromis à l'air ou à refroidissement à sec ainsi qu'une élimination fréquente des copeaux suffisent à conserver l'outil. De plus, l'utilisation d'outils avec des revêtements spéciaux comme le TiN permet de devenir plus résistants à la chaleur et de prolonger la durée de vie de l'outil dans des conditions sèches.

Récapitulatif des paramètres techniques :

• Type de liquide de refroidissement (si nécessaire) : Liquides de refroidissement non réactifs, solubles dans l'eau ou à base de brouillard. Évitez les liquides à base de pétrole.
• Alternatives de refroidissement : Jet d'air pour l'évacuation des copeaux et la dispersion de la chaleur.
• Revêtements d'outils : TiN ou similaire pour une usure réduite lors de l'usinage à sec.
• Avance et vitesses pour le fraisage de l'ABS : Maintenez des vitesses d'avance et de coupe modérées pour minimiser l'accumulation de chaleur, généralement ajustées lors des coupes d'essai.

L'élimination efficace des copeaux et la gestion thermique sont les priorités lors de l'usinage de l'ABS sans provoquer de déformation du matériau ni réduire les performances de l'outil.

Quels sont les défis rencontrés dans le usinage plastique of ABS?

Problèmes courants d'usure des outils lors de l'usinage du plastique ABS

L'accumulation de chaleur, ainsi qu'une mauvaise évacuation des copeaux et des matériaux d'outillage, entraînent une usure importante des outils lors de l'usinage de l'ABS. Un frottement excessif sur la surface d'un outil, en particulier sur les outils non revêtus et non serrés, peut entraîner une faible durée de vie de l'outil et une faible précision de positionnement.

La prévention:

• Utilisez des outils revêtus de matériaux résistants à la chaleur tels que TiN ou AlTiN.
• Utilisez des vitesses de coupe et des vitesses d’avance compatibles pour réduire la friction.
• Utilisez des souffleurs d’air ou d’aspirateur pour une élimination plus efficace des copeaux.

Comment éviter la fonte ou la combustion de l'ABS pendant l'usinage

Les incendies sont généralement causés par la surchauffe des matériaux accompagnant la broche de l'outil de coupe rotatif en raison de vitesses d'avance excessives, d'outils émoussés ou d'un contrôle incorrect de la vitesse de coupe.

La prévention:

• La vitesse de rotation de la broche doit être faible et la vitesse d'avance doit être réduite.
• Des outils spéciaux pour travailler les plastiques doivent être utilisés afin de produire moins de chaleur.
• La combinaison de jets d’air et de techniques de ventilation pour tenter de refroidir la pièce n’est pas préjudiciable.

Étapes de dépannage pour l'usinage du plastique ABS

1. Problématique : Déformation des matériaux, voire fusion.

Solution : Contrôle du tranchant de l'outil, réduction de la vitesse de la broche, augmentation de la vitesse d'avance.

2. Problème : L’usure des outils est excessive.

Solution : Des outils revêtus sont utilisés, les paramètres d'usinage sont définis selon les besoins et les travaux d'élimination des copeaux sont effectués plus efficacement.

3. Problème : La surface finie présente des imperfections.

Solution : Vérification de la stabilité de la machine, vérification des outils émoussés et réglage de la vitesse d'avance.

Les principales difficultés liées à l’usinage du plastique ABS peuvent être résolues avec succès grâce à une observation précise des paramètres et de l’efficacité de l’outil.

Foire Aux Questions (FAQ)

Q : Quelle est la vitesse de broche recommandée pour l'usinage CNC du plastique ABS ?

R : La vitesse de la broche dans l'usinage CNC du plastique ABS doit être comprise entre 8000 12000 et XNUMX XNUMX tr/min en fonction de l'opération d'usinage effectuée et de l'outil utilisé.

Q : Comment la profondeur de coupe affecte-t-elle la vitesse de la broche lors du fraisage de l'ABS ?

R : Il existe certaines relations entre la profondeur de coupe et la vitesse de la broche, dans le sens où une coupe moins profonde peut permettre une vitesse de broche plus élevée, tandis que l'inverse est vrai pour des coupes plus profondes.

Q : Quels facteurs doivent être pris en compte lors du choix des outils lors de l’usinage de l’ABS ?

R : La question importante est de savoir quel type de fraise doit être utilisé, comme les fraises, les fraises à défoncer, le nombre de cannelures, le matériau, qu'il s'agisse de carbure, de HSS, et les caractéristiques du plastique ABS lui-même.

Q : Comment déterminez-vous la vitesse de coupe lors de l'usinage du plastique ABS ?

R : La vitesse de coupe peut être calculée avec la formule : Vitesse de coupe (CS) = (π * D x RPM)/1000. CS doit varier en fonction de l'opération effectuée et de l'outil utilisé.

Q : Quelle corrélation peut-on identifier entre la vitesse d'avance et la vitesse de broche lors du travail sur un composant ABS ?

R : La vitesse d'avance est liée à la vitesse de la broche ; comme la vitesse de la broche peut augmenter, la vitesse d'avance devra également être augmentée pour assurer une charge de copeaux adéquate par unité de surface et éviter une usure excessive de l'outil.

Q : Pourquoi le liquide de refroidissement est-il nécessaire dans l’usinage du plastique ABS ?

R : L’application de liquide de refroidissement facilite l’outillage, améliore la finition de surface et empêche le matériau ABS de fondre ou de se déformer pendant le processus d’usinage, tout en dissipant la chaleur produite.

Q : Quelles sont les méthodes courantes d’usinage du plastique ABS ?

R : Le fraisage, le tournage et le routage CNC sont tous des méthodes d’usinage courantes pour l’ABS, chacune exigeant des vitesses de broche et des vitesses d’avance particulières pour obtenir le meilleur produit final possible.

Q : Comment améliorer la finition des pièces AB lors du fraisage ?

R : Essayez d’optimiser les paramètres de coupe tels que la vitesse de la broche et la vitesse d’avance, et d’utiliser un outil de coupe tranchant avec le nombre de cannelures souhaité pour obtenir une excellente finition de surface pour les composants ABS fraisés.

Q : Qu'est-ce que la charge de copeaux et quel est son impact sur l'usinage de l'ABS ?

R : Au cours d'une rotation complète d'un outil, un bord de l'outil peut enlever une certaine épaisseur de matériau, appelée charge de copeaux. La charge de copeaux est essentielle dans l'usinage de l'ABS car elle détermine l'efficacité de la coupe et l'usure de l'outil.

Sources de référence

1. L'impact de la vitesse d'impression sur les caractéristiques de traction et de rupture des pièces ABS créées par modélisation par dépôt de fil fondu est présenté ici.

• Auteurs: Parham Rezaeian et al.
• Journal: Mécanique de la rupture d'ingénierie
• Date de publication: 2022-05-01
• Jeton de citation : (Rezaeian et al., 2022)
• Résumé : But: Cette recherche se concentre sur les effets que les différentes vitesses d'impression auront sur les caractéristiques de traction et de rupture des échantillons d'ABS fabriqués à l'aide de la modélisation par dépôt de fil fondu (FDM).Recherche: Les auteurs ont réalisé des expériences au cours desquelles ils ont modifié la vitesse d'impression et ont ensuite enregistré les propriétés mécaniques des échantillons d'ABS imprimés. Ils ont effectué les essais de traction standard habituels sur les échantillons.

  Résumé : Les résultats ont montré qu'une impression rapide pouvait produire des échantillons d'ABS plus faibles en termes de résistance à la traction, plus flexibles et plus cassants. La conclusion met l'accent sur l'importance d'augmenter correctement et efficacement les propriétés mécaniques des pièces en polymère ABS à l'aide de la technologie FDM.

  2. Rapport d'ingénierie sur la modification des propriétés d'adoucissement et de durcissement pendant le fonctionnement axial de la rigidité du système de broche d'une machine-outil et l'effet des vitesses de broche.
• Auteurs: Jiandong Li et al.
• Journal: Lubrifiants
• Date de publication: 2022-06-22
• Jeton de citation : (Li et al., 2022)
• Résumé : Objectif: Cet article analyse l'impact de la vitesse de la broche sur la rigidité de fonctionnement axiale des broches des machines-outils, ce qui est pertinent lors de l'usinage d'un matériau ABS.Méthodologie: Les auteurs ont construit le modèle mécanique qui a permis d'analyser la rigidité axiale de la broche en fonction de sa vitesse. Ils ont également réalisé des expériences de validation du modèle pour déterminer les caractéristiques de rigidité en fonction de la vitesse de la broche.

  Principales constatations: Les résultats de l'étude suggèrent que la vitesse de rotation de la broche a une influence sur la souplesse et la dureté de la « chair » de la rigidité axiale de la broche. La vitesse de rotation optimale de la broche est réglée à une valeur qui améliore la précision d'usinage lors du travail sur l'ABS et d'autres matériaux à haute complexité.

3. Effet de la vitesse de rotation de la broche et de la vitesse d'avance sur la rugosité de surface et la durée de fraisage dans la fabrication de prothèses dentaires complètes fraisées : une étude in vitro

• Auteurs: Yo Akiyama et al.
• Journal: Sciences appliquées
• Date de publication: 2023-12-18
• Jeton de citation : (Akiyama et al., 2023)
• Résumé : Objectif : L'étude porte sur l'impact de la vitesse de la broche et de la vitesse d'avance sur la qualité de surface et le temps nécessaire au fraisage des matériaux dentaires comme l'ABS.Préparation: Les chercheurs ont conçu des expériences avec différentes vitesses de broche et différentes vitesses d'avance lors du fraisage de disques en PMMA en raison de ses caractéristiques de traitement très similaires à celles de l'ABS. La rugosité de surface et la durée de fraisage ont été obtenues comme paramètres pour mesurer l'efficacité de ces tentatives.

  Résultats: Les résultats ont montré que la vitesse de rotation de la broche et la vitesse d'avance pouvaient être augmentées afin de réduire le temps nécessaire au fraisage sans compromettre la qualité de la surface. Ceci est particulièrement important pour les prothèses dentaires qui nécessitent l'utilisation d'ABS.

  4. Fournisseur leader d'usinage CNC ABS en Chine