Usinage par enlèvement de copeaux de la technologie aux applications industrielles

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Michelle Fournier
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1 ENSAM Usinage par enlèvement de copeaux de la technologie aux applications industrielles Groupe Eyrolles, 2005, ISBN

2 Usinage par enlèvement de copeaux Liste des symboles utilisés... Avant-propos... XVII 1. Les fondements de la technique...xviii 2. La mise en œuvre de la technique...xviii Chapitre 1 Analyse d une opération d usinage : de la maîtrise à la prédétermination Analyse d une opération d usinage La matière à usiner La machine-outil L opération d usinage L outil et son intermédiaire Conditions d usinage Paramètres d usinage Contraintes et caractères libres La prédétermination La maîtrise et son acquisition Les règles de l art Les bases de choix des outils Les bases de données de coupe Les règles d amélioration Conclusions Chapitre 2 Définition de l usinage par enlèvement de copeaux Une classe, deux familles Les techniques non conventionnelles Mêmes fins, autres techniques Combinaisons de techniques Deux modes de génération Outils de coupe et arêtes de coupe Chapitre 3 Étude fondamentale de l usinage par enlèvement de copeaux Modifications apportées à la pièce : aspect micro-structural Modifications apportées à l outil : transformations réversibles Modifications apportées à l outil : usures irréversibles Les forces de coupe Les forces de coupe locales Les forces de coupe globales Mesures directes et mesures indirectes des forces de coupe Référentiel de mesure des efforts de coupe Efforts moyens, efforts instantanés Calculs d efforts : utilité, stratégies d obtention Les modèles d usinage Lois et modèles Les modèles d usinage par enlèvement de copeaux XIII VIII

3 Table des matières Chapitre 4 Classification des procédés d usinage par enlèvement de copeaux Cadre de classification Classification des opérations d usinage par enlèvement de matière La géométrie de coupe L épaisseur de coupe Niveau des techniques La division des techniques en opérations Les matériaux à usiner Application de ces méthodes de classement Utilité/nécessité d une classification rigoureuse Conclusion Chapitre 5 Études communes aux différentes techniques d usinage par enlèvement de copeaux Généralités Du point de fonctionnement au domaine de validité résiduel La condition de répétabilité De la prédétermination à l optimisation Et maintenant État de surface Les contraintes de qualité classées par nature La position de l usineur Maîtrise et prédétermination des tolérances dimensionnelles, des défauts de forme et de position Maîtrise et prédétermination des défauts d ondulation et de rugosité Maîtrise et prédétermination des défauts d ordres 5 et Les matières usinées Les matières doivent être définies avec précision Réduction du nombre de matières Regroupement de matières en classes d usinabilité Vers une solution Classes de choix Schéma de mise en place Constitution d un standard de matières à usiner Les matériaux de coupe Les bases de classification Les aciers rapides Les carbures frittés Les céramiques de coupe Les cermets (CERamique - METal) Le nitrure de bore cubique (CBN) Le diamant Conclusions Lubrification de coupe Les fonctions de la lubrification en usinage IX

4 Usinage par enlèvement de copeaux 5.2. Choix d un lubrifiant et d un mode de lubrification Propriétés des lubrifiants Classification des lubrifiants Constitution d un standard de lubrifiants Conclusions Les copeaux Classification des copeaux Méthode d observation des copeaux Définir les bons copeaux Les angles des outils Constitution d un outil coupant Outils monoblocs Outils avec inserts Évolution des géométries en travail Généralités sur les paramètres et conditions d usinage Paramètres et conditions d usinage Importance d une connaissance précise des paramètres et conditions d usinage Discussion Conclusions Les machines-outils Les broches Les axes de travail Les accessoires Les usures d outils Usures progressives et endommagements catastrophiques Les causes de réformes d arêtes Les critères de réforme d arête Conclusions Chapitre 6 Étude générale des modèles en usinage Définition du couple outil-matière Réflexions sur la définition d un élément Notre programme d étude Le domaine de validité du couple outil-matière Les modèles de calcul des forces, couples et puissances de coupe Puissances, couples, forces tangentielles Les forces axiales et radiales Les modèles de durée de vie Modèle phénoménologique de Taylor et dérivé Modèle analytique Les modèles d état de surface Génération ponctuelle Générations linéaires avec arrêt d avance Générations linéaires sans arrêt d avance Les modèles de qualité dimensionnelle L outil et les conditions de coupe X

5 Table des matières 8.2. L outillage Machine outil L environnement du poste de travail Chapitre 7 De l opération élémentaire à la gamme Le vocabulaire La fonction méthode Le contenu de la gamme Précision des éléments intermédiaires Définition des éléments Une désignation des éléments claire et précise Une écriture des gammes plus légères Des conditions et des paramètres d usinage précis Satisfaire à la condition de répétabilité Les modifications progressives dans le temps Les surépaisseurs d usinage De la gamme à l opération d usinage De l opération élémentaire à la gamme La gamme automatique Chapitre 8 Choix techniques, calculs de coûts et optimisation Généralités Choix des paramètres techniques Problèmes d ordres 2 à Problèmes d ordre Problèmes d ordres 3 et Problèmes d ordres 5, 6 et Calculs de coûts ou simulation? Chapitre 9 Aspects organisationnels Relations entre l usinage et les autres services de l entreprise Relations avec le bureau d études Relations avec le contrôle Relations avec le service des achats Relations avec le service chargé de la maintenance des machines-outils Les relations entre méthodes (préparation/programmation) et ateliers Les relations entre Méthodes-Ateliers puis Gestionnaires Formations aux techniques d usinage Construction et gestion d un standard d outils Standardisation hors conditions de prédétermination Standardisation en condition de prédétermination Paramétrage des couples outils-matières (COM) Niveau de compétences dans l entreprise en matière de paramétrage Obtention des paramètres XI

6 Usinage par enlèvement de copeaux 5. Contrôle d usinabilité des matériaux usinés Détermination de l usinabilité Contrôle de l usinabilité Chapitre 10 Dernières réflexions Comment prédéterminer? La solution algorithmique Banques de données et interpolation Deux nouvelles questions Si la prédétermination par voie algorithmique est clairement la meilleure, pourquoi a-t-elle tant tardé à surgir? Faut-il renoncer à exploiter les données de l atelier? Relations entre prédétermination et adaptation Des problèmes techniques et de coûts de réalisation Des problèmes de comportement du COM en dehors de son domaine (propre) de validité Des problèmes de choix du point de fonctionnement initial Des problèmes d identification de l origine de l écart entre la valeur du paramètre mesuré et sa valeur de consigne Des problèmes liés à l impossibilité de modifier certains paramètres en cours de passe L usinage à grande vitesse ou UGV Qu est-ce que l UGV? L usinage à grande vitesse Que se passe-t-il quand on augmente vitesse de coupe et vitesse de broches? Pratiquer l UGV Conclusion générale Annexe XII

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