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RÉSUMÉ
Depuis les temps les plus reculés, l’homme travaille le bois avec des outils en métal. Au fil des siècles, ces outils se sont modifiés et se sont adaptés aux nouvelles essences et aux nouveaux matériaux qui sont apparus. Ils ont aussi bénéficié de l’apport de nouvelles technologies. Aujourd’hui, ces outils à bois performants requièrent de bonnes connaissances pour pouvoir bénéficier de toutes leurs qualités. Les outils de coupe et les machines associées sont présentés, afin de mieux comprendre le processus de la coupe, et par là même de pouvoir tirer le meilleur parti de la technique actuelle.
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Jacques JUAN : Ingénieur des Arts et Métiers - Chargé de mission au Centre Technique du Bois et de l’Ameublement CTBA
INTRODUCTION
Depuis les temps les plus reculés, l’homme travaille le bois avec des outils en métal. Au fil des siècles, ces outils se sont modifiés et se sont adaptés aux nouvelles essences et aux nouveaux matériaux qui sont apparus. Ils ont aussi bénéficié de l’apport de nouvelles technologies.
Aujourd’hui, ces outils à bois performants requièrent de bonnes connaissances pour pouvoir bénéficier de toutes leurs qualités.
L’objet de ce dossier est de donner, sous forme condensée, un maximum d’informations qui permettront au lecteur de mieux comprendre le processus de la coupe, et par là même de pouvoir tirer le meilleur parti de la technique actuelle.
Il convient de préciser que ce document ne traite que de l’usinage avec outil tranchant et que les autres formes d’usinage, avec des techniques différentes (laser par exemple), sont abordées dans le dossier .
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Outil
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4. Usure des arêtes tranchantes
L’usure de l’outil est un phénomène inéluctable qui se traduit par une modification lente de la forme de ses arêtes tranchantes.
La vitesse d’évolution du processus varie selon les matériaux (outil et pièce) et les conditions de travail.
4.1 Origines de l’usure
Pendant longtemps, on a considéré que cette dégradation n’était causée que par l’abrasion due au frottement du bois, qui se comporte un peu comme une meule. Actuellement, on sait que cette usure d’origine mécanique n’est pas seule en cause ; elle peut même être faible vis-à-vis d’autres formes d’usure, électriques ou chimiques.
Lors de la pénétration de la dent dans le matériau usiné, les frottements sont considérables. Ils occasionnent une élévation de température à la pointe de la dent pouvant atteindre et même dépasser 500 ˚C. Bien sûr, cette température n’est atteinte que pendant quelques millisecondes. En effet, sitôt le copeau détaché, la dent est refroidie par l’air ambiant (convection) et par le corps de l’outil, qui fait office de radiateur (conduction).
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Usure mécanique : certains bois massifs et de nombreux matériaux composites sont chargés de grains de silice (SiO2) qui vont détacher de la dent de minuscules particules. Cette action sera d’autant plus rapide que le matériau travaillé aura une abrasivité élevée et que sa densité sera forte (les grains de silice sont plus agressifs car mieux enchâssés). Ce phénomène est aggravé par l’élévation de température qui altère les caractéristiques mécaniques de certains matériaux de coupe. Une grande dureté de l’outil (surtout à la température de travail) est un gage de meilleure tenue de coupe. Il arrive également que des chocs répétés (vibrations) finissent par fissurer la dent, jusqu’à ce que de fines particules de métal se détachent. Sur ce plan, les matériaux frittés (carbures) sont plus sensibles que les alliages à cause de leur hétérogénéité.
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Usure par électroérosion : les frottements intenses, la température élevée et la présence d’eau dans le bois engendrent des champs électriques qui peuvent atteindre 1 500 V....
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