Couple Outil – Matière (COM) Au fraisage et perçage

1 FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 1 Couple Outil Mati re (COM)Au fraisage et per agePatrick ReusserFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 2Wc: Energie sp cifique de coupe en W min/cm3Pc: Puissance de coupe en WPc = Pmesur e-PvideQ : D bit de copeau cm3/minWc= Pc/QIntroduction Couple Outil -Mati re: nergie sp cifique L nergie sp cifique (Wc) ou force de coupe sp cifique (Kc) est la puissance de coupe/ d bit copeau Ceci permet de pr voir les efforts (forces de coupe, puissance, Couple de fraisage ) Kc= (1000 x Pc)/QKc: Force de coupe sp cifique en N/mm2Pc: Puissance de coupe en W Pc = Pmesur e-PvideQ : D bit de copeau en mm3/souIl y a un rapport de 60x entre Kc et WcDe nombreux fabricant d Outil de coupe donne la force de coupe sp cifique plut t que l nergie sp cifiqueFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 3 Couple Outil -Mati re: Mesure par une table dynamom triqueAmplificateur de ChargeAnalyse des forces de coupeFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 4 Couple Outil -Mati re.

2 Mesure par une table dynamom trique Calcul de la puissance de coupe en fonction des forces de coupe ( partir d une table dynamom trique)Dae FxFy()() = + =290sin290cos FyFxFt Temps de mesure extr mement court (pas besoin de volume de mati re important) Convient pour les outils de petite dimension et les efforts de coupe peu important"Prix: Plus de 50 000 CHF pour le syst me d acquisition (Table dynamom trique, amplif. de charge,..)"On ne mesure pas directement la puissance de coupe (elle est d duite des forces de coupe)cVFtPc =FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 5 Couple Outil -Mati re: Mesure par les Wattm trevariateurWattm trebrocheFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 6 Couple Outil -Mati re.

3 Mesure par les Wattm tre On mesure la puissance absorb e pendant l usinage et apr s l usinage Prix Mesure directe de la puissance de coupe"Ne convient pas pour les petits outils ou les forces de coupe faibles"Temps de mesure lev e ( chantillon de taille importante)Puissance avant usinage (puissance vide)Puissance totale(Puissance vide+ Puissance de coupe)FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 7 Couple Outil -Mati re Normalisation des grandeurs selon AFNOR NF E 66-520-6Nb de dent utilezuW *cm-3*minEnergie sp cifique de r f rence (Notation AFNOR)Wc, refW *cm-3*minEnergie sp cifique (Notation AFNOR)Wcmm/minVitesse d avanceVfm/minVitesse de coupeVcmmRugosit de surfaceRacm3/minD bit copeau (Norme AFNOR)QWPuissance de travailPeWPuissance videPvWPuissance de coupePc-Coefficient correcteur mcmmAvance par tourfmmAvance par dentfzmmLargeur de passeaemmProfondeur de passeapmm2 Section de coupeADUnit D nominationSymboleFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 8 Introduction au Couple Outil -Mati re Il sert d terminer la zone de fonctionnement d un Outil de coupe dans une mati re donn e (param tres d entr e) sans contrainte externe.

4 Re de coupe-G om trie -Rev tementMati re couperLubrifiantParam tres d entr eSerragePuissance brocheRigidit machineContraintes externesVcmin, Vcmaxhmin, hmaxaemin, aemaxapmin, de fonctionnement de l outilFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 9 Introduction au Couple Outil -Mati re Avec le minimum d nergie sp cifique on choisit la plage d usinabilit hVcWc (force de coupe sp cifique)Vch2h1h3Wc (force de coupe sp cifique)Vch2h1h3""" FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 10 METHODE 1) Prendre fz1 et fz2 2) Mesurer la puissance de coupe ou les forces de coupe 3) Calculer Wc1 et Wc2 4) V rifier Si fz2 < fz1 #Wc2 >Wc1 Si fz2 > fz1 #Wc2 < Wc1 Objectif Outil adapt la mati re?

5 Point de d part Couple Outil Mati re: Essai de qualificationFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 11 Couple Outil Mati re: Essai de qualification Formules de v rification (non inclus dans la norme) Il existe des tables de valeur de force de coupe sp cifique pour une paisseur de copeau donn e (Dans l exemple ). () hKc = calculer et comparer avec les tablesh0Kc(h0)Valeur mesur eFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 12 COM fraisage : Vitesse de coupe minimum 1) Prendre ap, ae, fz constant (plut t en contournage) 2) Varier vc 3) Mesurer la puissance de coupe ou les forces de coupe 4) Calculer Wc en chaque point 5) Reporter Wc en fonction de vc sur un graphique 6) D terminer Vcmin En r gle g n rale, Vcmin est ind pendant de f ou de [m/min]Wc [W/cm^3/min]Mati re: 316-lDiam tre fraise = 10mmap = 12mm ae = 1mmLubrifiant = Huile de coupeVcmin" FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 13 COM fraisage .

6 Epaisseur de coupe minimum 1) Prendre ap, ae, Vc constant (plut t en contournage) 2) Varier fz 3) Mesurer la puissance de coupe ou les forces de coupe 4) Calculer Wc en chaque point 5) Reporter Wc en fonction de h sur un graphique 7) hmin peut tre d termin graphiquement 8) hmax est d termin lorsque l nergie sp cifique augmente ou lorsque la dent est br ch e. En r gle g n rale, hmin est ind pandant de Vc ou de ae, (mm)Wc [W/cm^3/min]Mati re: 316-lVc = 40m/minDiam tre fraise = 10mmap = 12mm ae = 1mmLubrifiant = Huile de coupe21eezaahfDD = h0minFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 14 COM fraisage : Epaisseur de coupe minimum Parfois h0min est tr s difficile trouver graphiquement.

7 Une m thode (non normalis e) consiste calculer l indice mc entre chaque point de la courbe par la formule Lorsque l indice mc est > , on consid re que l Outil n est plus dans sa zone de (mm)Wc [W/cm^3/min]Mati re: 316-lVc = 40m/minDiam tre fraise = 10mmap = 12mm ae = 1mmLubrifiant = Huile de coupemc= 0,35hmin" =1221logloghhKcKcmhhcmc= FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 15 COM fraisage : Largeur de passe (mm)Wc [W/cm^3/min]Mati re: 316-lDiam tre fraise = 10mmap = 20mm h = Lubrifiant = Huile de coupediam tre = 10mm 1) Prendre Vc, h ap (souvent = ap max) 2) Prendre ae = 20% de D et diminuer ae. Attention pour avoir h constant, modifier fz !

8 !! 3) Mesurer la puissance de coupe ou les forces de coupe 4) Calculer Wc en chaque point 5) Reporter Wc en fonction de vc sur un graphique 6) D terminer aemin21eezaahfDD = aemaxest le diam tre de la fraisePour apmin, la proc dure est la m me. On diminue ap jusqu au d crochement de la les mati res copeaux court, on ne peut pas mesurer ae min et ap min" ae minFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 16aeaemaxaeminapapminapmaxADmaxD finitionADmax= (apx ae)maxCOM fraisage : Section de coupe maximumADmax 1) Se mettre Vcmin et hmin 2) Faire des rainures et augmenter ap jusqu apmax. Si il y a casse ou br chement de l Outil stopper l essaiQmax 1) Se mettre 80% de Admax.

9 2) Augmenter h jusqu hmax 3) Continuer avec VcATTENTION:On arrive obtenir un Qmaxbien plus lev si on augmente une fois h ,une fois Vc, et ainsi de suiteNormeFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 17 Avant d utiliser le COM en per Pointage OUI/NON OUI si la surface per er est mauvaise (trace de tournage, brut),ou n est pas parfaitement perpendiculaire l axe de de per age. OUI si le diam tre du trou est petit (<1mm) et la mati re percer est difficile. NON si la surface est propre et perpendiculaire l axe de per age + si le foret a un amincissement d age DURNICO neufPer age DURNICO us Forte d viation, casse du foret pr coceFSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 18 Avant d utiliser le COM en per Les cycles de d bourrages( ) Augmentation.

10 ( ) Diminution Bonne pression du lubrifiant sur l ar te de coupe (trou d arrosage interne, trou de faible profondeur, diam tre >2mm) Mat riau copeaux court (aciers, fontes grise, laiton us. am lior ) Diam tre de foret petit. Mat riaux copeaux long (titane, acier inoxydable, cuivre lectrolytique) Faible pression sur l ar te de coupe (syst matique si il y a arrosage externe et une profondeur de trou importante)FSRMM thodes pour l optimisation des param tresde coupe4 - 19 Avant d utiliser le COM en per Foret trous de lubrification interne ?? Dans de nombreux cas, l utilisation des micro forets lubrification interne permet une r duction tr s importante du temps par trou, mais ce n est pas syst matique !