Chapitre 02 Les Conditions de Coupe [PDF]

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2 Les conditions de coupe 2.1 Tournage 2.1.1 Condition de coupe en tournage Pour une opération de chariotage les grandeurs cinématiques de la coupe sont regroupées dans le tableau suivant (Tableau 2.1) : Paramètres théorique Paramètres de réglage Vitesse de coupe Vc (m/min) . Avance f (mm/tr) (tr/min) Vitesse de rotation = . Profondeur de passe p (mm) Vitesse d’avance = . (mm/min) Diamètre de la pièce D (mm) Angle de direction d’arête κr (°) Rayon de bec d’outil rε (mm) Epaisseur de coupe h=f.sin(κr) (mm) Largeur de coupe b=p/ sin(κr) (mm) Section de coupe A=h.b (mm2) Tableau 2.1 : condition de coupe en tournage

2.1.2 Effort et puissance de coupe en tournage La résultante R des efforts de coupe appliqués par l’outil sur la pièce, définie dans le plan orthogonal de coupe a deux composante : Rc perpendiculaire à l’arête et définie dans Pr et Fc tangentielle à la surface usinée et définie dans le plan orthogonal de coupe La répulsion d’arête Rc a deux composantes (Figure 2.1.) (Tableau 2.2.): -

L’effort d’avance Ff: il est parallèle à la direction de l’avance.

-

L’effort de pénétration Fp: il est parallèle à la direction de la profondeur de passe.

Figure 2.1. Efforts de coupes en tournage

Outil à charioté Acier Fonte

Ff 2 . 5 1 . 3

Fp 2 . 5 1 . 3

L’effort Fc se calcule généralement en utilisant la formule : = . Ks est la pression spécifique données dans le tableau 2.3 Matière XC10 XC35 XC80 10NC6 35CD4 Z8C17 90 MV8 MN35-10 MP60-3 Ft20 Ft40 FGS400-12 FGS7002 FGS800

Ks (N/mm²) 2750 3000 3300 3200 3900 3200 6750 2200 2000 1400 1800 1500 2250 4750

Tableau 2.5 : Valeur de la pression spécifique de coupe en fraisage La puissance totale fournie pendant l’opération de coupe s’exprime par : =

10

. 60

. . 60

Fc est l’effort tangentiel de coupe en N Ff est l’effort d’avance en N Vc est la vitesse de coupe en m/min Vf est la vitesse d’avance en mm/min

Le deuxième terme de l’expression de la puissance est faible par rapport au premier terme. Généralement, on utilise : =

. 60

La puissance fournie par le moteur est égale à : = est le rendement de la machine

2.1.3 Temps de coupe en tournage En tournage, le temps effectif de coupe s’exprime par : =

60.

l est la longueur usinée. C’est la distance parcourue par l’outil tout en étant de en contact avec la pièce

2.1.4 Rugosité des surfaces tournées En tournage, la rugosité dépend surtout de l’avance f et du rayon de bec de l’outil rε.

En

effet, quand la pièce fait un tour, l’outil avance de f. cependant, l’outil retrace la forme du bec d ‘outil sur la surface usinée et la distance entre deux traces consécutives est égal à l’avance.

Pour les valeurs faibles de l’avance par rapport à la valeur du rayon de bec d’outil Rt et Ra s’exprime par : !

125. " # = '

%$(

1

"# = . 1,8. √3

%$2.2 Fraisage 2.2.1 Conditions de coupe en fraisage Pour une opération de fraisage, les grandeurs cinématiques de la coupe sont regroupées dans le tableau suivant (Tableau 2.4): Paramètres théorique Paramètres de réglage . Vitesse de coupe Vc (m/min) Vitesse de rotation = (tr/min) . Avance par dent et par tour fz (mm/tr) Vitesse d’avance = . =n.z.fz Avance par tour f (mm/tr) Profondeur de passe p (mm) Diamètre de la fraise D (mm) Rayon de bec d’outil rε (mm) Nombre de dents z Tableau 2.4 : Conditions de coupe en fraisage

2.2.2 Effort et puissance de coupe en fraisage 2.2.2.1 Puissance de coupe La puissance totale fournie pendant la coupe s’exprime par : =

., 60

Ks est la pression spécifique de coupe en N/mm² Q est le débit de coupeau en N/mm3 ,= Vc est la vitesse de coupe en m/mn

-. '. 1000

Vf est la vitesse d’avance en mm/mn La pression spécifique de coupe Ks est variable en fonction de matériaux usiné (Tableau 2.5) Ces dernières valeurs sont établies pour une épaisseur de coupe moyenne hm égale à 0.2 mm et un angle de coupe égal à -7 ° pour des valeurs de γ et de facteurs de correction =

.° . "0 . 11

−

1.5 . 34 100

hm différent il faut utiliser des

767

"0 Est un facteur de correction qui se détermine en fonction de l’épaisseur moyenne de coupe hm (Tableau 2.6.) hm mm 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 fh 1.5 1.23 1.1 1.00 0.94 0.89 0.85 hm mm 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 fh 0.81 0.79 0.76 0.72 0.69 0.66 0.44 Tableau 2.6 : facteur de correction en fonction de l’épaisseur de coupe L’épaisseur moyenne de coupe pour une opération de fraisage en bout est donné par : = "9 . :

ℎ

' ;

2.2.2.2 Effort de coupe La résultante R des efforts de coupe appliquée par l’outil sur la pièce à deux composantes ; -

L’effort tangentiel de coupe Fc : c’est l’effort tangent à la surface usinée, il est parallèle à la direction de la vitesse de coupe.

-

L’effort d’avance Ff : il est parallèle à la direction de l’avance f

L’effort tangentiel de coupe Fc se calcul en utilisant la puissance de coupe Pc =

60.

2.2.3 Temps de coupe en fraisage Le temps effectif de coupe tc s’exprime par : =

60. 3

;6

l(mm) est la longueur usinée. C’est la distance parcourue par l’outil tout en étant en contact avec la pièce. Elle est définit suivant la direction de l’avance. Vf est la vitesse d’avance en mm/mn D est le diamètre de la fraise en mm