Conditions de coupe en tournage

Conditions de coupe en
tournage
Ce dossier comprend :
• La fiche avec le travail demandé.
• Les documents réponses DR1 DR2 et DR3.
• Les documents réponses 41, 42 et 43.
• Le logiciel « du lycée aux métiers ».
BAC Microtechniques
2BAC Micro
Analyse de fabrication
Objectif technique : conditions de coupe en tournage
Travail demandé :
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
De calculer différentes vitesses de rotation en fonction de plusieurs paramètres (∅, Vc, …)
De constituer des abaques en fonction des résultats trouvés,
De déterminer des conditions de coupe lues sur abaques et vérifier par le calcul,
De déterminer des vitesses d’avance en fonction de fréquence de rotation lues sur abaque,
De déterminer les conditions de coupe dans un cas d’usinage.
Dans la salle de cours :
ü Lire le texte du sujet.
Remplir le document réponse DR1 DR2 et DR3.
ü Appeler le professeur.
En fin de séance : - Ranger le classeur et rendre les feuilles réponses.
BAC Microtechniques
Vous reporterez les réponses sur les documents réponse 1,2 et 3
1/ Calcul de fréquences de rotation
A l’aide du document ressource, compléter le document réponse DR1 :
¢ Définir les unités des grandeurs suivantes: diamètre de la pièce, vitesse de coupe (Vc) et
fréquence de rotation (N), et compléter ainsi la ligne unité.
¢ Calculer pour les diamètres de pièces et vitesses de coupe proposés les différentes fréquences
de rotation dans la colonne « calcul de la fréquence de rotation » en faisant apparaître vos calculs.
¢ Compléter la colonne « Valeur de N arrondie » en arrondissant vos résultats à la dizaine
supérieure.
Exemple : N=356 alors arrondir à N=360
N=512 alors arrondir à N=510
2/ Report des valeurs sur un graphique
A l’aide des calculs effectués, compléter le document réponse DR2 :
¢ Sur le graphique appelé « abaque de détermination de la fréquence de rotation en tournage »
reporter les résultats trouvés dans le tableau du document1 . Vous vous aiderez pour cela de
l’exemple traité sur l’abaque : reporter les points et tracer les droites pour chaque diamètre de
fraise.
3/ Définition des fréquences de rotation à l aide de l abaque
A l’aide de l’abaque constitué, compléter le document réponse DR3 :
¢ Définir pour les vitesses de coupe proposées et en fonction du diamètre de pièce une fréquence
de rotation en trouvant la valeur sur l’abaque du document 2. Construire en vert le point trouvé sur
l’abaque et compléter la colonne « fréquences de rotation par abaque ».
¢ Vérifier les valeurs lues sur l’abaque par le calcul et compléter la colonne « fréquence de
rotation par calcul »
4/ Calcul de l avance
A l’aide du document ressource , compléter le document réponse DR3 :
¢ Calculer pour chaque type de pièce et en considérant les « fréquences de rotation par abaque »
les avances à régler.
5/ Détermination de conditions de coupe
Etudier le cas d’usinage proposé sur le document réponse DR3 et déterminer les
conditions de coupe (N, f) en répondant aux questions du document.
BAC Microtechniques
DOCUMENT RESSOURCE
1/ Rappel de notion mathématiques
Circonférence d’un cercle = courbe plane dont tous les points sont à égale distance du centre.
La circonférence est égale au produit du diamètre « d » du cercle par π (PI=3,1416) : circonférence = d x π
Application : calculer la circonférence d’un cercle de diamètre d = 30mm
Circonférence du cercle = d x π = 30 x 3,1416 = 94,248 mm
2/ La vitesse de coupe
2.1/ Définition
La vitesse de coupe est l’espace parcouru en mètres par un point de la pièce (lorsque cette dernière
tourne) en 1 minute.
Si D est le diamètre de la pièce et N le nombre de tours par minute, on a :
Vc = π x D x N
π x D = circonférence de la pièce en millimètres
Avec
N = fréquence de rotation en tours par minute
2.2/ Facteurs dépendant de la vitesse de coupe
La vitesse de coupe a une influence capitale sur la durée de vie de l’outil. Elle varie notamment
avec la matière à usiner, le matériau de l’outil, la nature de l’opération (ébauche ou finition), la fraise
utilisée et les conditions de lubrification.
2.3/ Détermination de la fréquence de rotation
La vitesse de coupe Vc étant donnée par des tableaux en fonction de la matière à usiner, il convient
de déterminer la fréquence de rotation de la pièce («N») que l’on réglera sur la machine.
Pour cela, on utilisera la formule suivante :
1000.Vc
N=
π.D
Avec
Vc : vitesse de coupe en mètres par minute (m/min)
D : diamètre de la pièce en millimètre (mm)
N : fréquence de rotation en tours par minute (tr/min)
Pourquoi utilise-t-on le nombre « 1000 » dans cette formule ?
1000 est utilisé pour convertir la vitesse de coupe donnée en m/min en mm/min
BAC Microtechniques
Application :
Calculer la fréquence de rotation pour l’usinage d’une pièce en fonte de 50 mm de diamètre avec un
outil ARS, en prenant comme vitesse de coupe 40 m/min.
N = (1000.Vc) / (3,14.D) = (1000.40) / (3,14.50) = 254 tr/min
2/ L avance
2.1/ Définition
L’avance notée « f » est la distance parcourue en millimètres par l’outil lorsque la pièce effectue un
tour.
Si « Vf » est la vitesse d’avance de l’outil, on a :
f =Vf / N
Avec
Vf = vitesse d avance de l outil en millimètre par minute (mm/min)
f = avance par tour en millimètre par tour (mm/tr)
N = fréquence de rotation en tours par minute (tr/min)
Application :
Calculer l’avance par tour pour l’usinage d’une pièce en acier avec un outil ARS, la vitesse d’avance
étant 100 mm/min, et la fréquence de rotation étant réglée à 500 tr/min.
f = 100/500 = 0,2 mm/tr
2.2/ Facteurs dépendant de la vitesse d avance
L’avance varie en fonction de la fréquence de rotation définie précédemment (donc de la vitesse de
coupe) et de la profondeur de passe que l’on choisit pour usiner.
BAC Microtechniques
NOM : _______________ Prénom : ___________
Diamètre de la
pièce : D
Unité : __________
Vitesse de coupe Vc
Unité : _________
20
10
40
20
16
80
20
20
80
20
30
80
20
40
100
20
50
100
20
75
100
25
80
100
25
90
120
25
100
120
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DR1
Fréquence de rotation N
Unité : ____________
Valeur de N
arrondie
NOM : _______________ Prénom : ___________
DR2
Abaque de détermination de la fréquence de rotation en tournage
N en tr/min
Echelle : 1 division
50 tr/min
Exemple
∅ pièce
Vc
N
25
100
100
400
80
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
∅80
400
200
Vc en m/min
0
20
40
60
80
100
120
Echelle : 1 division
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5 m/min
NOM : _______________ Prénom : ___________
∅ Pièce
Vitesse de
coupe
∅ 10
45
∅ 16
65
∅ 20
60
∅ 30
35
∅ 40
85
∅ 50
100
∅ 75
30
∅ 80
90
∅ 90
30
∅ 100
110
DR3
Fréquence de
Fréquence de
rotation par abaque
rotation par calcul
Vitesse d avance
Etude d un cas d usinage :
On désire usiner une pièce de diamètre ∅32 en fonte FGL 150 avec un outil ARS.
Déterminer la vitesse de coupe à adopter pour cet usinage en consultant le MEMOTECH
USINAGE page….
Vc = _________________
Déterminer par abaque la fréquence de rotation à régler sur la machine pour réaliser l’usinage
N = _________________
Déterminer par calcul la vitesse d avance à régler sur la machine
f = _________________
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