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».
2BAC Micro Analyse de fabrication Objectif technique : conditions de coupe en tournage Travail demandé : 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 : Lire le texte du sujet. Remplir le document réponse DR1 DR2 et DR3. Appeler le professeur. En fin de séance : - Ranger le classeur et rendre les feuilles réponses.
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.
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 Avec π x D = circonférence de la pièce en millimètres 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 : 0.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 «0» dans cette formule? 0 est utilisé pour convertir la vitesse de coupe donnée en m/min en mm/min
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 = (0.Vc) / (3,14.D) = (0.40) / (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 mm/min, et la fréquence de rotation étant réglée à 500 tr/min. f = /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.
NOM : Prénom : DR1 Diamètre de la pièce : D Unité : Vitesse de coupe Vc Unité : Fréquence de rotation N Unité : Valeur de N arrondie 10 40 16 30 40 50 75 25 90 25 1 25 1
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 10 25 400 1600 1400 10 0 0 600 400 0 0 40 60 1 Vc en m/min Echelle : 1 division 5 m/min
NOM : Prénom : DR3 Pièce Vitesse de coupe Fréquence de rotation par abaque Fréquence de rotation par calcul Vitesse d avance 10 45 16 65 60 30 35 40 85 50 75 30 90 90 30 110 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 =