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RÉSUMÉ
L’arrosage des pièces en cours d’usinage s’est d’abord fait avec de l’eau de savon, avant de retenir des huiles végétales ou animales, puis des mélanges d’huiles et de matières grasses. De nos jours, les liquides de coupe ne contiennent plus d’huile, mais des liquides chimiques ou synthétiques. Après une introduction portant sur les différents matériaux usinés, cet article dresse les grandes classes de ces fluides de coupe et de leurs constituants principaux, sans toutefois livrer de formules complètes, chaque fabricant détenant la sienne.
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Benoît BROQUERIE : Ingénieur d’application, Shell Metalworking Europe
INTRODUCTION
Les études de Taylor, vers 1883, sur l’organisation du travail et la coupe des métaux font, les premières, état de l’utilisation de l’eau de savon pour l’arrosage des pièces en cours d’usinage. Les vitesses de coupe augmentaient, de ce fait, de 30 à 40 % et l’on pouvait espacer l’affûtage des outils.
L’eau de savon remplissait bien les deux fonctions essentielles exigées d’un liquide de coupe aujourd’hui :
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refroidissement de l’outil et de la pièce grâce à la capacité thermique massique élevée de l’eau ;
-
lubrification de la coupe, grâce à la teneur en corps gras du savon.
En outre, l’eau de savon était plus « mouillante » que l’eau pure, mais elle ne permettait pas d’éviter la corrosion et tachait les pièces et les machines.
L’eau de savon fut remplacée par des huiles végétales ou animales, puis par des émulsions d’huiles minérales et, enfin, par des mélanges d’huiles minérales et de matières grasses dans lesquels on ajouta des additifs pour leur conférer des qualités supplémentaires.
La technique de distribution des huiles de coupe se modifia. Un bac central dans chaque atelier permit de distribuer le liquide aux diverses machines.
Les liquides d’arrosage furent désignés sous le nom d’huiles de coupe car, solubles ou non, ces liquides comportaient toujours des huiles et, le plus souvent, un pourcentage important d’huiles minérales.
Un nouveau pas fut franchi quand on trouva, sur le marché, des liquides de coupe qui ne contenaient plus d’huile d’aucune sorte.
C’est pourquoi nous utilisons souvent le terme liquides de coupe, plus général que le terme huiles de coupe, dans la suite.
Les nouveaux liquides de coupe sont désignés sous les noms de liquides chimiques ou synthétiques et, bien qu’étant loin de détrôner les huiles de coupe, leur tonnage distribué croît régulièrement chaque année.
Nous ne pourrons donner de formules précises d’huiles de coupe, chaque fabricant conservant les siennes.
Nous nous contentons d’indiquer les grandes classes de ces produits et leurs constituants essentiels.
Cette étude se compose de trois parties :
Fluides de coupe - Rôle en usinage et classification Fluides de coupe. Rôle en usinage et classification ;
Fluides de coupe. Huiles solubles ;
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2001 par Benoît BROQUERIE
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Glossaire4. Fluides de coupe
4.1 Rôles
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Répartition des températures en cours d’usinage
Le contact outil-pièce-copeaux engendre un dégagement de chaleur important (figure 7). Le lubrifiant doit donc l’évacuer, c’est-à-dire qu’il doit être :
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très mouillant ;
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le plus fluide possible ;
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à un débit suffisant.
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Éviter la formation d’arête rapportée
L’opération de coupe engendre le contact outil-pièce. Ce contact provoque une élévation de la température (figure 7) et une charge élevée. La conjonction de ces deux phénomènes (température et charge) conduit à un ramollissement du métal avec pour conséquence le collage des surfaces. Des particules métalliques sont arrachées de la pièce et se soudent au métal de l’outil. Il en résulte la formation d’amas métalliques sur l’arête de l’outil, une diminution de l’arrivée d’huile au point de contact et un mauvais état de surface de la pièce (figure 8).
4.2 Critères de choix
Les opérations de travail des métaux comportent des particularités et des contraintes variées. Ces contraintes sont directement en rapport avec le matériau usiné, l’opération effectuée, le type d’outil utilisé et les opérations précédant et suivant cette étape du procédé de fabrication (tableau 4).
Le choix du lubrifiant se fait en conséquence : huile soluble , huile entière [BM 7 066] (figure 9)...
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