La vitesse de coupe indique à quelle vitesse l’arête de coupe traverse la matière. Sur la machine, vous ne pouvez pourtant régler que la fréquence de rotation et l’avance. Vous voyez ici comment passer de la vitesse de coupe à la fréquence de rotation, de l’avance par dent à l’avance de la table et enfin au temps que dure la passe.
Fréquence de rotation à partir de la vitesse de coupe
En un tour, un point de la circonférence parcourt la distance π · d. Multipliée par la fréquence de rotation, on obtient la vitesse de coupe. Comme vc est donnée en m/min et d en mm, le facteur 1000 apparaît dans la formule :
- n fréquence de rotation en 1/min
- vc vitesse de coupe en m/min
- d diamètre en mm (en tournage, diamètre de la pièce ; en fraisage et perçage, diamètre de l’outil)
Vitesse d’avance
En tournage et en perçage, vous indiquez l’avance f par tour. En fraisage, plusieurs arêtes se partagent le travail, vous calculez donc avec l’avance par dent :
- vf vitesse d’avance en mm/min
- f avance par tour en mm
- fz avance par dent en mm, z nombre d’arêtes
Temps de coupe
Le temps pendant lequel des copeaux sont réellement produits découle de la course et de la vitesse d’avance. La course comprend aussi l’approche et le dépassement, et en fraisage généralement le diamètre de la fraise en plus.
- th temps de coupe en min
- L course d’avance en mm, i nombre de passes
Exemple en tournage
Un arbre en S235 de Ø 60 mm est ébauché sur 80 mm de longueur avec une plaquette carbure. On choisit vc = 180 m/min et f = 0,25 mm.
n = 180 · 1000π · 60 ≈ 955 1/min
vf = 0,25 mm · 955 1/min ≈ 239 mm/min
th = 80 mm · 1239 mm/min ≈ 0,33 min ≈ 20 s
Si la machine a des paliers de vitesse fixes, prenez le palier immédiatement inférieur. La vitesse de coupe reste alors sous la valeur choisie, ce qui ménage l’arête de coupe.
Exemple de fraisage
Une rainure est fraisée avec une fraise deux tailles en carbure monobloc à 4 dents (Ø 12 mm ; vc = 160 m/min ; fz = 0,05 mm). La rainure traverse toute la longueur de la pièce, soit 100 mm ; le diamètre de la fraise s’ajoute donc à la course.
n = 160 · 1000π · 12 ≈ 4244 1/min
vf = 0,05 mm · 4 · 4244 1/min ≈ 849 mm/min
th = (100 mm + 12 mm) · 1849 mm/min ≈ 0,132 min ≈ 8 s
Valeurs indicatives pour démarrer
La vitesse de coupe dépend du matériau usiné, du matériau de coupe, de la lubrification et de la machine. Les plages suivantes sont des valeurs indicatives pour le carbure. Commencez dans le bas de la plage et augmentez progressivement. Les données du fabricant de l’outil font toujours foi.
| Matériau | Tournage ébauche vc | Tournage finition vc | Fraise deux tailles vc | Fraise deux tailles fz |
|---|---|---|---|---|
| Acier de construction, p. ex. S235 | 180–280 | 220–350 | 150–220 | 0,05–0,10 |
| Acier inoxydable austénitique | 120–190 | 150–230 | 70–120 | 0,03–0,06 |
| Alliage d’aluminium corroyé | 400–800 | 500–1000 | 300–600 | 0,05–0,12 |
vc en m/min, fz en mm.
Erreurs fréquentes
- Facteur 1000 oublié : la vitesse de rotation obtenue est alors mille fois trop faible.
- Rayon au lieu du diamètre : avec le rayon, la vitesse de rotation double et l’arête de coupe s’use aussitôt.
- Nombre de dents oublié en fraisage : en calculant seulement fz · n, avec quatre dents on n’avance qu’au quart de l’avance prévue, et les dents frottent au lieu de couper.
- Confusion entre f et fz : en fraisage, l’avance par tour vaut z fois l’avance par dent.
- Mauvais diamètre en dressage : à vitesse de rotation fixe, calculez avec le plus grand diamètre, sinon la vitesse de coupe est trop élevée à l’extérieur.
- Course sans approche ni dépassement : le temps de coupe est sous-estimé.
Questions fréquentes
Pourquoi ne pas calculer directement avec la vitesse de rotation ?
Parce que l’arête de coupe « ressent » la vitesse de coupe, et non la vitesse de rotation. Pour une même vitesse de coupe, un grand diamètre demande une vitesse de rotation bien plus faible qu’un petit. C’est pourquoi les valeurs indicatives sont toujours données pour vc.
Peut-on aussi calculer à l’envers ?
Oui. En transformant la formule, vous obtenez par exemple la vitesse de coupe réelle à partir d’une vitesse de rotation donnée. Dans Gesello, il suffit de saisir les valeurs connues : les valeurs manquantes sont calculées.