L'essentiel de l'usinage : la relation et les formules de calcul de l'avance, de la profondeur de coupe et de la vitesse de coupe

Les paramètres de coupe sont l'ensemble des facteurs qui définissent le monde dynamique de l'usinage. Ces facteurs englobent le trio fondamental de vitesse de coupe, vitesse d'alimentationet profondeur de coupe. Leur orchestration a une influence profonde sur les performances de toute opération d'usinage.

Dans ces paramètres, deux catégories distinctes émergent, chacune servant des objectifs distincts. La première est la recherche d'une durée de vie économique, qui vise à minimiser les coûts associés à l'utilisation de l'outil. production d'une seule pièce. Cette stratégie consiste à sélectionner méticuleusement les paramètres de coupe pour obtenir un bon rapport coût-efficacité. La deuxième catégorie se concentre sur l'obtention d'une productivité maximale. Cet aspect est crucial en période de forte demande de production. Dans ce cas, l'accent est mis sur l'obtention de paramètres de coupe qui optimisent la productivité, même lorsque le temps est compté.

Dans cet article, nous allons disséquer les relations complexes entre la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe. Grâce à cette exploration, nous souhaitons dévoiler les secrets de l'élaboration de la formule de coupe parfaite pour n'importe quelle tâche d'usinage.

Principes de sélection des paramètres de coupe

Dans les opérations d'usinage, les paramètres de coupe tels que la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe sont cruciaux pour le processus. Les choix effectués concernant ces paramètres ne sont pas simplement des décisions techniques, mais des décisions stratégiques qui ont un impact à la fois sur la productivité et sur la rentabilité. Dans cette section, nous explorerons les principes qui sous-tendent la sélection des paramètres de coupe idéaux et la manière dont ils peuvent être adaptés aux besoins de l'entreprise. les différents procédés d'usinage.

Trouver l'équilibre entre l'usinage grossier et la précision

Lors de l'approche usinage grossierL'objectif premier est d'augmenter les taux de production. Toutefois, cet objectif doit être mis en balance avec des considérations d'efficacité économique et de coûts de traitement. En semi-fini et usinage de finitionLa priorité est de maintenir une qualité d'usinage irréprochable. Parallèlement, l'accent est mis sur l'optimisation de l'efficacité, de la rentabilité et des coûts de production globaux. Les valeurs numériques spécifiques de ces paramètres doivent être déterminées en combinant les spécifications de la machine, les manuels de paramètres de coupe et l'expérience pratique.

Hiérarchie de la sélection des paramètres pour une meilleure durabilité des outils

Lorsqu'il s'agit de le choix des paramètres de coupeEn ce qui concerne les outils, un principe directeur consiste à établir des priorités en fonction de la durabilité de l'outil. Cela implique d'établir une hiérarchie : d'abord, décider de la profondeur de coupe. Ensuite, fixer la vitesse d'avance. Enfin, déterminer la vitesse de coupe.

Lors de l'usinage d'ébauche, l'objectif principal est d'augmenter les taux de production. Cependant, il est également important de penser à la rentabilité et à l'efficacité économique globale. En semi-finition et en finition, la préoccupation principale est de maintenir une qualité d'usinage irréprochable tout en optimisant l'efficacité de la coupe et la rentabilité. Déterminez les valeurs précises de ces paramètres à l'aide des spécifications de la machine, des guides de coupe et de votre expérience pratique.

Dans le cadre de la durabilité des outils, la séquence de sélection des paramètres de coupe suit un ordre précis. La priorité est d'abord d'établir la profondeur de coupe, puis de déterminer la vitesse d'avance. Enfin, il faut fixer la vitesse de coupe. Cette hiérarchie permet de maximiser l'endurance de l'outil et de rendre le processus d'usinage le plus efficace possible.

Ce processus permet d'affiner les aspects clés de l'usinage. Il permet d'optimiser la vitesse de coupe, la vitesse d'avance et la profondeur de coupe pour obtenir les meilleures performances. C'est cet équilibre délicat qui constitue la base d'un usinage efficace.

Déterminer la profondeur de coupe optimale

Dans l'usinage, la profondeur de coupe est un paramètre crucial influencé par la rigidité de la machine, de la pièce à usiner et de l'équipement. outils de coupe. Sa sélection joue un rôle essentiel dans la réalisation d'opérations efficaces et productives. Cette section aborde les principes de détermination de la profondeur de coupe idéale, en tenant compte des différentes exigences en matière de rugosité de surface et de l'impact de la rigidité.

Tirer parti de la rigidité pour un usinage efficace

La profondeur de coupe dépend de la rigidité de la machine, de la pièce et de l'outil. Lorsque la rigidité le permet, il est conseillé de régler la profondeur de coupe en fonction de la surépaisseur d'usinage de la pièce. Cette approche permet non seulement de minimiser le nombre de passages de l'outil, mais aussi d'améliorer considérablement l'efficacité de la production.

Les principes directeurs pour déterminer la profondeur de coupe sont les suivants :

Principe 1 : Dans les cas où l'exigence de rugosité de surface de la pièce se situe entre Ra12,5μm et 25μm, et où la surépaisseur d'usinage pour l'usinage CNC est inférieure à 5mm à 6mm, une seule passe d'usinage d'ébauche suffit pour répondre à l'exigence. Toutefois, en cas de surépaisseurs plus importantes, de rigidité insuffisante du système de traitement ou de puissance insuffisante de la machine-outil, la division de l'opération en plusieurs passes devient l'approche privilégiée.

Principe 2 : Pour les pièces dont la rugosité de surface doit être comprise entre Ra3,2μm et 12,5μm, il est possible de diviser l'opération en deux étapes : l'usinage d'ébauche et l'usinage de semi-finition. Lors de l'ébauche, la profondeur de coupe doit être choisie comme dans le principe précédent. Après l'ébauche, une marge de 0,5 mm à 1,0 mm est laissée, qui est ensuite enlevée lors de la phase d'usinage de semi-finition.

Principe 3 : Pour les pièces dont la rugosité de surface doit être comprise entre Ra0,8μm et 3,2μm, un processus en trois étapes est recommandé, comprenant l'usinage d'ébauche, l'usinage de semi-finition et l'usinage de finition. Au cours de la phase d'usinage semi-fini, une profondeur de coupe de 1,5 mm à 2 mm est considérée comme optimale, tandis qu'au stade de l'usinage de finition, une profondeur de coupe de 0,3 mm à 0,5 mm est préférable.

Détermination de la vitesse d'avance optimale

La vitesse d'avance est un paramètre de coupe essentiel, étroitement lié à la précision de la pièce, aux exigences de rugosité de la surface et aux matériaux de l'outil et de la pièce. La vitesse d'avance maximale dépend à la fois de la rigidité de la machine et le la performance du système d'alimentation.

Précision et qualité de surface dans le choix de la vitesse d'avance

La détermination de la bonne vitesse d'avance est un aspect critique de l'usinage. Elle dépend de la précision, de la rugosité de la surface et des matériaux utilisés pour l'outil et la pièce. En outre, la sélection est fortement influencée par les capacités de la machine-outil, en particulier sa rigidité et les performances globales du système d'alimentation.

Les principes permettant d'établir le taux d'alimentation optimal sont les suivants :

Principe 1 : Lorsque les exigences de qualité d'une pièce peuvent être assurées, opter pour une vitesse d'avance plus élevée devient une stratégie viable pour améliorer l'efficacité de la production. Dans ce contexte, des vitesses d'avance comprises entre 100 et 200 mètres par minute sont généralement considérées comme optimales.

Principe 2 : Dans les situations où les tâches impliquent les opérations de découpage, forage profondou le l'utilisation d'outils en acier rapideDans ce cas, il est conseillé d'opter pour des vitesses d'avance plus faibles. Dans ce cas, des vitesses d'avance de l'ordre de 20 à 50 mètres par minute sont généralement utilisées, ce qui permet de garantir la qualité du processus d'usinage.

Principe 3 : Pour les travaux nécessitant une grande précision et une qualité de surface élevée, il est préférable d'utiliser une vitesse d'avance plus faible. Dans ce cas, il est conseillé d'opter pour des vitesses d'avance comprises entre 20 et 50 mètres par minute pour obtenir la précision et la qualité de surface souhaitées.

Principe 4 : Lors des mouvements sans coupe, utilisez la vitesse d'avance maximale de la machine-outil à partir du système CNC pour plus d'efficacité. Cette pratique est particulièrement utile pour optimiser les déplacements hors coupe, ce qui permet de réaliser des opérations efficaces et de gagner du temps.

Détermination de la vitesse de rotation optimale de la broche

La broche La vitesse de rotation est un élément essentiel des paramètres de coupe dans l'usinage. Pour faire le bon choix, il faut tenir compte de la vitesse de coupe autorisée et de la taille de la pièce ou de l'outil avec précision.

Le choix de la bonne vitesse de rotation de la broche est un aspect critique de l'usinage. Il s'agit d'un paramètre intrinsèquement lié à la vitesse de coupe autorisée et au diamètre de la pièce ou de l'outil. Le calcul de ce paramètre suit une formule spécifique :

n = 1000 * v / π * D

Où ?

• v représente la vitesse de coupe, mesurée en mètres par minute et déterminée par la durabilité de l'outil.
• n indique la vitesse de la broche, mesurée en tours par minute (r/min).
• D signifie le diamètre de la pièce ou de l'outil, mesuré en millimètres (mm).

La vitesse de broche calculée, représentée par n, doit finalement correspondre aux spécifications figurant dans le manuel d'instructions de la machine-outil ou choisir une valeur qui s'en rapproche le plus.

Les paramètres de coupe en action : Calcul de la profondeur de coupe, de l'avance et de la vitesse de coupe

Dans le domaine de l'usinage, il est essentiel de comprendre comment l'interaction des différents paramètres affecte le processus d'usinage. Ces calculs sont essentiels pour atteindre la précision et l'efficacité dans les processus d'usinage.

Calcul de la profondeur de coupe (ap)

Profondeur de coupe, également connu sous le nom de "apL'"usinage" est un aspect fondamental de l'usinage, représentant la distance verticale entre la surface usinée et la surface en attente d'usinage. Il s'agit de la mesure de la profondeur à laquelle l'outil s'enfonce dans la pièce à chaque avance. Pour calculer la profondeur de coupe, on applique la formule suivante :

ap = (dw - dm) / 2

Où ?

• ap indique la profondeur de coupe en millimètres (mm).
• dw est le diamètre de la surface de la pièce en attente d'usinage en millimètres (mm).
• dm est le diamètre de la surface déjà usinée de la pièce en millimètres (mm).

Par exemple, si le diamètre de la surface en attente d'usinage est de Φ95mm, et qu'une seule avance le réduit à Φ90mm, la profondeur de coupe peut être calculée comme suit :

ap = (dw - dm) / 2 ap = (95 - 90) / 2 = 2,5 mm

Détermination de la vitesse d'avance (f)

La vitesse d'alimentation, représentée par "findique comment l'outil de coupe se déplace par rapport à la pièce ou, en termes plus simples, c'est le mouvement de l'outil au cours d'une révolution complète. Ce paramètre varie en fonction de la direction de l'avance. Il peut être soit longitudinal, le long des rails de guidage du banc du tour, soit transversal, perpendiculaire aux rails de guidage du banc du tour.

Vous pouvez calculer le débit d'alimentation à l'aide de la formule suivante :

vf = f * n

Où ?

• vf est la vitesse d'avance en millimètres par seconde (mm/s).
• n représente la vitesse de la broche en tours par seconde (r/s).
• f est la vitesse d'avance en millimètres par seconde (mm/s).

Calcul de la vitesse de coupe (vc)

Vitesse de coupe, représentée par "vc," est la vitesse de l'arête de coupe à un moment donné par rapport au mouvement primaire de la pièce. Pour calculer la vitesse de coupe, on utilise la formule suivante :

vc = (π * dw * n) / 1000

Où ?

• vc représente la vitesse de coupe en mètres par minute (m/min).
• dw est le diamètre de la surface de la pièce en attente d'usinage en millimètres (mm).
• n est la vitesse de la pièce en tours par minute (r/min).

Lors des calculs, il est essentiel d'utiliser la vitesse de coupe maximale, qui se situe au niveau du diamètre de la surface pendant la phase d'usinage. tournant. Ce point est critique car c'est à cet endroit que la vitesse est la plus élevée et que l'usure de l'outil est la plus importante.

Dans les scénarios d'usinage pratiques, le diamètre de la pièce à usiner est généralement connu. Avec cette information, des facteurs tels que matériau de la pièce, matériau de l'outilet exigences en matière d'usinage sont prises en compte pour déterminer la vitesse de coupe. Cette vitesse est ensuite convertie en vitesse de rotation de la broche du tour, ce qui est essentiel pour le réglage de la machine-outil. La formule de cette conversion est la suivante :

n = (1000 * vc) / (π * dw)

Par exemple, lors du tournage du diamètre extérieur d'une poulie de Φ260 mm sur un tour horizontal CA6140 et de la sélection d'une vitesse de coupe (vc) de 90 m/min, la vitesse de la broche (n) peut être déterminée comme suit :

n = (1000 * vc) / (π * dw) n = (1000 * 90) / (3,14 * 260) = 110 r/min

Après le calcul de la vitesse de la broche, il est conseillé de choisir une valeur proche de celle-ci dans les spécifications de la machine, généralement arrondie à 100 r/min, comme vitesse réelle de la broche du tour.

Partenariat avec Prototool pour l'usinage CNC de précision

Les paramètres de coupe englobent la vitesse de coupe (vc), la vitesse d'avance (f ou vf) et la profondeur de coupe (ap). Ces facteurs constituent l'élément vital de l'usinage CNC, car ils guident la danse complexe des outils et des matériaux pour façonner et affiner la pièce à usiner.

Au PrototoolNous sommes passés maîtres dans l'art de l'usinage CNC, tirant parti de notre expertise des paramètres de coupe et de leurs relations harmonieuses pour obtenir des résultats de premier ordre. Notre engagement en faveur de l'excellence et de la précision a fait de nous un partenaire de confiance pour les entreprises à la recherche de produits de haute qualité. Services d'usinage CNC.

Nous comprenons que le choix des paramètres de coupe est plus qu'un simple calcul mathématique ; c'est un art, une science et un métier. Il nécessite un équilibre délicat entre l'optimisation des taux de production et la prise en compte de la rentabilité et de la qualité du produit final. Notre équipe de spécialistes machinistes et d'ingénieurs excelle dans cet art, et nous sommes prêts à mettre notre expertise à la disposition de nos clients. Améliorez vos projets d'usinage CNC.

En tant que prestataire de services d'usinage CNC, Prototool excelle à vous aider à trouver l'équilibre parfait dans les paramètres de coupe. Que vous ayez besoin d'une approche agressive pour stimuler la productivité ou d'une approche méticuleuse pour obtenir une finition de surface optimale, nous adaptons nos services à vos besoins spécifiques. Notre connaissance approfondie des paramètres de coupe garantit que vos projets sont exécutés avec une précision et une efficacité maximales.