Les exigences matérielles de base pour l'usinage de précision incluent une stabilité dimensionnelle élevée, une dureté modérée, une bonne usinabilité, une excellente stabilité thermique et une uniformité des matériaux pour garantir que les pièces finales atteignent une précision au niveau du micron- et une qualité de surface élevée.
Explication détaillée des principales exigences matérielles :
Dureté modérée, inférieure à la dureté de l'outil : la dureté du matériau doit être inférieure à la dureté de l'outil d'usinage (comme le carbure cémenté ou le diamant). Sinon, il sera non seulement difficile à couper, mais cela pourrait également entraîner une casse de l'outil ou un endommagement de la pièce. Par exemple, les outils de tour ordinaires ne peuvent pas usiner des céramiques ultra-dures ; un laser ou des procédés spéciaux doivent être utilisés à la place.
Bonnes performances d'usinage : les matériaux de coupe libre-(tels que l'acier de coupe libre-soufré-12L15 et le laiton au plomb C31000) peuvent briser efficacement les copeaux, réduire le collage des outils, améliorer la finition de surface et l'efficacité de l'usinage, et sont particulièrement adaptés à la production de masse automatisée.
Stabilité dimensionnelle élevée et faible contrainte interne : la matière première doit avoir une faible contrainte résiduelle pour éviter la déformation due à la libération des contraintes après la finition. Dans l'étude de cas, le remplacement de barres rondes ordinaires en acier inoxydable par des barres de meulage de haute-précision (Ra0,8, nuance h6) a réduit la surépaisseur d'usinage de 1 mm à 0,2 mm, augmentant ainsi le rendement de 60 % à 92 %.
Excellente stabilité thermique (faible coefficient de dilatation thermique) : plus la déformation du matériau avec les changements de température est faible, plus il maintient la précision. En particulier dans les instruments de précision et les domaines aérospatiaux, des matériaux à faible coefficient de dilatation thermique (tels que les alliages Invar) ou des traitements de vieillissement sont nécessaires pour stabiliser la microstructure.
Uniformité des matériaux et haute pureté : Les matériaux avec des structures internes denses et sans inclusions de porosité garantissent une meilleure cohérence d'usinage. Les inclusions non-métalliques ou la ségrégation des grains peuvent provoquer des fluctuations localisées de la dureté, affectant la qualité de la surface et la précision dimensionnelle.
Bonne conductivité thermique et correspondance des propriétés mécaniques :
Une bonne conductivité thermique aide à dissiper la chaleur et empêche la surchauffe et la déformation localisées. Par exemple, les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans l'usinage à grande vitesse-. Bien que les alliages de titane aient une résistance élevée, leur mauvaise conductivité thermique nécessite un refroidissement à haute pression-et de faibles paramètres de coupe pour éviter toute brûlure ou déformation.
