CFAO Usinage sur machine à commande numérique

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1 CFAO Usinage sur machine à commande numérique Pour réaliser une pièce à l aide d une machine à commande numérique, on doit respecter les étapes suivantes : Dessin matriciel et dessin vectoriel : Matriciel Vectoriel Avantages: Permet d obtenir des images complexes, permet d effectuer du traitement d images, Compatibilité entre différents formats, Inconvénients: Résolution fixe, Modifications spatiales difficiles, Taille du fichier très importante. Avantages: Résolution calculée en fonction du périphérique de sortie, facilité de modification, Inconvénients: Ne permet pas d avoir des images complexes, Format de fichier spécifique. DXF, DWG, SKD sont des fichiers vectoriels. Pour dessiner la pièce, on utilise un logiciel de dessin vectoriel (solidworks, alibre ). 1

2 Le brut : Un usinage consiste à donner une forme précise à une pièce par enlèvement de matière. La pièce de départ s appelle le brut. 1. Les grandes familles d usinages : Le tournage : Cet usinage consiste à faire tourner dans un mandrin la pièce que l on désire usiner. On vient alors enlever la matière à l aide d un couteau. On utilise le tournage pour faire des pièces de formes cylindriques : Pièces de tournage La brut est placé dans le mandrin Couteau Tour Le perçage/fraisage : Le principe du perçage/fraisage est inversé par rapport au tournage, le brut est ici fixe, l outil utilisé pour enlever la matière est serré dans le mandrin et est entraîné en rotation. On parle de perçage quand on utilise un foret, et de fraisage lorsque l outil est une fraise. Différence entre fraise et foret : Un foret permet de réaliser des perçages (trous) ; uniquement l extrémité du foret est tranchante. Une fraise a également ses bords tranchants, ce qui permet de se déplacer horizontalement pour enlever de la matière (pour réaliser des rainures par exemples). Bords tranchants de la fraise 2

3 Les différents outils : Outils Fraise (3 dimensions) Permet d enlever de la matière Pointe à graver (3 dimensions) Permet d enlever peut de matière (en surface) Foret (axe vertical) Réalisation de perçages forêt fraise Pointe javelot (gravure) Lorsque l on réalise un usinage sur machine à commande numérique, un ordinateur pilote le déplacement de l outil. On peut obtenir des formes complexes avec une grande précision. Pour définir le parcours que va suivre l outil, on utilise le dessin de la pièce réalisé à l aide d un logiciel de CAO (conception assistée par ordinateur), c est ce que nous avons fait pour notre projet. Une fois que le parcours de l outil a été défini, il faut ensuite donner à la machine d autres informations comme : la vitesse de rotation de l outil, la vitesse de déplacement de l outil et enfin la profondeur de passe. Ces trois informations s appellent les paramètres d usinage. 2. Les paramètres d usinage : Vitesse de rotation de l outil : coupe. Pour définir la vitesse à laquelle va tourner l outil, il est nécessaire de connaître la vitesse de La vitesse de coupe est un paramètre obtenu expérimentalement, il diffère en fonction du matériau (plastique, acier, aluminium ) et de l outil, il est exprimé en m/min. 3

4 MATIERE VITESSE DE COUPE MATIERE VITESSE DE COUPE PVC 60 à 80 PMMA 15 à 25 ABS 60 à 80 cuivre 15 à 25 acier 5 à 10 laiton 15 à 25 fonte grise 10 à 15 aluminium 15 à 25 Calcul de la vitesse de rotation : Elle est donnée par Vr( t / min) = Vc*1000 π * D Avec : Vc la vitesse de coupe en m/min D le diamètre de l outil en mm Calcul de la vitesse d avance (Vf): La vitesse d avance dépend de plusieurs paramètres : - L avance (Fz) (le nombre de mm de matière que l on souhaite faire enlever à chaque dent de l outil), - la vitesse de la broche (N) (calculée précédemment), - Le nombre de dents de l outil (Z). On a : Vf =N*Z*fz N : fréquence de rotation de la fraise en tr/min Z : nombre de dents de la fraise fz : avance par dent et par tour (en mm/dt/tr) Dent Profondeur de passe : Elle dépend de la matière à usiner, c est la profondeur de matière que l on va enlever en une fois : 0.2mm 4

5 3. Les types d usinages : Suivant la forme finale de la pièce que l on souhaite obtenir, l outil va se déplacer à l intérieur ou à l extérieur des contours définis lors de la phase de dessin sur le logiciel de CAO. On distingue : Contournage intérieur : L outil se déplace à l intérieur du contour. Contournage extérieur : L outil se déplace à l extérieur du contour. Cycle de poche intérieur : L outil se déplace sur toute la surface à l intérieur du contour. Cycle de poche extérieur : L outil se déplace sur toute la surface à l extérieur du contour. Contournage centre outil Contournage extérieur Contournage intérieur 5