Usinage sous arrosage Haute pression

[glc29]

Bonjour à tous,
Dans l'atelier où je bosse, nous allons commencer à utiliser l'arrosage à haute pression (80 à 300 bars) pour usiner les pièces en matériaux réfractaires et les CMM (Composites à matrice métallique).

Le but est double :
- optimiser les temps d'usinage (meilleure évacuation de la chaleur = possibilité d'augmenter Vc)
- accroître l'autonomie des machines (copeaux brisés en petits morceaux = moins de nécessité à surveiller les risques de bourrage avec les longs copeaux, et diminution des arrêts copeaux en tournage.

Je suis en contact avec 2 carburiers qui me proposent des outils et les conditions de coupe qui vont avec. Cependant, pour plus d'autonomie et pour m'affranchir des limites commerciales de mes fournisseurs, je souhaite être en mesure de déterminer moi-même l'ordre de grandeur des débits nécessaires, et pourquoi pas aussi le diamètre des buses.

Or pour connaitre ce débit, il me faut connaitre l'effort à appliquer sur le copeau pour le briser.

Alors je me tourne vers vous : est-ce que quelqu'un d'entre-vous a une expérience sur l'arrosage haute pression? Et si oui, pourriez-vous m'indiquer comment trouver des infos sur ce genre de calcul?
N'hésitez pas aussi à me parler de vos retours d'expérience sur la haute pression, et si vous avez des docs à ce propos je suis preneur.

Merci d'avance pour vos réponses

 

[Roland DENIS]

Bonjour il y a quasiment 20 ans que l'usinage HP a ete en mise au point dans l'industrie aeronautique pour les titanes et autre inco des moyens ont etes ""etancheisés"" pour ce faire et ça tourne mais malheureusement je n'ai plus d'infos car orienté vers d'autres fonctions et a la retraite depuis 10 ans mais via les carburiers il doit y avoir moyen bon courage Roland

 

[glc29]

Bonjour Forum, bonjour Roland,

Roland, vous auriez quelques conseils à me fournir, relatifs à votre propre expérience ?

Je suis tout de même surpris que l'arrosage haute pression soit utilisé depuis 20 ans !

 

[lolo]

Suite à essais de coupe à répetition, je peux juste dire sans denigrer les autres :
Les porte outils specifiques tournage HP chez Sandvik sont trés efficaces pour le bris copeaux.

 

[glc29]

Je confirme, les outils de tournage en HP standard Sandvik , utilisés à 70-80 bars, sont très efficaces pour le brise copeaux. Dans de l'inox, j'arrive à fragmenter le copeau à 4-6 mm de longueur, contre 100 à 200 mm sans HP.
En ce qui concerne l'amélioration des conditions de coupe dans le Titane, on a réussi à augmenter Vc de 10% sans diminuer la durée de vie des plaquettes.

Nous sommes encore en phase de test, mais d'après le peu d'expérience que nous avons acquis ces derniers mois à propos de la HP, je conseille à ceux qui se lancent dans la HP de travailler avec les carburiers (genre Seco ou Sandvik), qui ont un bon Rex et saurons aider aux choix des stratégies et paramètres de coupe.

Nous allons bientôt commencer la UHP, à 450 b sur du titane en fraisage, j'ai hâte de voir les résultats!

 

[Roland DENIS]

Bonjour Oui quand je dis 20 ans c'est au moins, car a la retraite depuis10ans tres bientot nous avions commencé les mises au point, outil coupant, machine, carterisation, pompes etc dans les annees 84/85 si mes souvenirs sont bon usinage de refractere ( NC19FENB ) entre autre plaquette carbure et ceramique a l'epoque et en ebauche cela a donné des sacrés resultats ensuite usinage des titanes mais s'il faut fournir des details il va me falloire me reactualiser

 

[lolo]

je souhaite être en mesure de déterminer moi-même l'ordre de grandeur des débits nécessaires, et pourquoi pas aussi le diamètre des buses.

Or pour connaitre ce débit, il me faut connaitre l'effort à appliquer sur le copeau pour le briser.

En fait, les caracteristiques de ta pompe ( pression max + debit ) te permettront de calculer :
soit la pression à la sortie de l'outil en fonction du diametre et nombre de buses
soit le diametre et nombre de buses pour obtenir la pression voulue.

 

[Cedric_du_73]

Bonsoir,

comment çà se passe à 450bars dans le titane ? çà doit fragmenter sans problème.

Je me souviens d'essais à 300bars chez sandvik à Orleans, en soluble, çà envoyait pas mal. Et du 320 bars en huile entière sur tout à poupée mobile sur des prods titane médical.

Attention à utiliser un lubrifiant adapté à ces très hautes pression (moussage/désaération, viscosité si huile entière, stabilité "physique" du mélange).

Salutations,

 

[Guenael Germain]

Bonjour,

Je travaille actuellement sur le sujet des assistances en usinage et notamment sur l'assistance jet d'eau haute pression.
Pour répondre à la question, cela n'est pas si simple car l'effort sur le copeau par le jet d'eau HP ne peut pas se modéliser simplement par l'effort d'un jet d'eau sur un mur immobile.
Les géométries sont plus complexes.
Néanmoins, vous pourrez trouver des éléments de réponse dans la thèse de Tarek Braham-Bouchnack http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/56/00/93/PDF/These_BRAHAM_Tarek.pdf

Mais pour l'optimisation des paramètres de coupe en assistance jet d'eau HP, il faut forcement réaliser par des essais expérimentaux qui permettrons d'optimiser les outils (plaquette/buses) en fonction de l'opération à réaliser dans le type de matériau utilisé.

Si vous avez d'autres questions, n'hésitez à me contacter.

Cordialement

Guénaël Germain

 

[glc29]

Bonjour à tous,
ça y'est, nous avons terminé nos campagnes de test et intégré la lubrification Ultra Haute Pression (UHP) sur 2 grandes pièces aéronautiques en un alliage Titane, avec un nouveau moyen de production autonome.
Nous avons maintenant un bon Rex sur la UHP, et les résultats sont vraiment très corrects :
- Diminution de 40% du temps de tournage en ébauche --> baisse du prix pièce
- Diminution du temps d'intervention homme : La fragmentation nous permet de ne plus jamais devoir faire intervenir les opérateurs pour enlever les copeaux très longs enroulés lors du tournage --> baisse du prix pièce

Pour répondre à ma question de départ, je rejoins maintenant complètement Guénaël Germain : il est largement préférable de passer par des essais expérimentaux car :
- le calcul de l'effort nécessaire pour casser le copeau dépend de nombreux paramètres multiphysiques non constants et pour la plupart inconnus
- le calcul pour obtenir l'effort désiré est lui aussi dépendant de très nombreux paramètres fluctuants
- Les essais permettent de découvrir des effets imprévus parfois très intéressants (par exemple, j'ai remarqué que pour l'usinage de gorges extérieures avec une plaquette trigone, il est préférable de baisser la pression à 200 bars, voire 180, lors des entrées en matière sur les éléments bruts de matriçage).

Guénaël Germain, je serai très intéressé par ton retour d'expérience à ce propos. Pourrai-tu m'en dire plus, ici ou en MP?