Fiche de révision : Procédés d’usinage et coupe

📋 Plan du Cours

1. Machines et opérations de fraisage
2. Mouvements et réglages en fraisage
3. Opérations et mouvements de tournage
4. Réglages et passes en tournage
5. Fraisage avalant et opposition
6. Calcul des conditions de coupe

📖 1. Machines et opérations de fraisage

★ À maîtriser

📌 La fraiseuse est principalement destinée aux pièces prismatiques, tandis que le tour est principalement destiné aux pièces de révolution et au perçage au centre de la pièce.

• Le surfaçage au fraisage utilise une fraise de diamètre important, supérieur à 60 mm, pour obtenir la plus grande surface plane possible en une seule passe.

• Au fraisage, le pointage au foret à pointer crée un avant-trou de quelques millimètres de profondeur et est obligatoire avant le perçage.

📌 Au fraisage, un trou de qualité standard H13 s’obtient par pointage puis perçage, tandis qu’un trou de grande qualité H6-H8 nécessite en plus un alésage à la qualité souhaitée.

Compléments

• Le contournage suit le profil extérieur de la pièce et la réalisation d’une poche, circulaire ou rectangulaire, se fait notamment avec une fraise monobloc en ARS ou carbure ou une fraise à plaquettes carbure.

• Le rainurage réalise des rainures rectilignes simples ou en T de largeur contrôlée, avec une fraise trois tailles en ARS ou à plaquettes, ou une fraise à rainure en T.

• L’alésage au fraisage nécessite un perçage préalable et utilise un alésoir monobloc acheté pour une cote donnée, d’environ 30 €, ou un alésoir à plaquettes réglable par vis micrométrique, adapté aux diamètres supérieurs à environ 25 mm et coûtant environ 400 €.

📖 2. Mouvements et réglages en fraisage

★ À maîtriser

📌 En fraisage, le mouvement de coupe Mc est la rotation de l’outil à N tours/min, tandis que le mouvement d’avance Mf est donné à l’outil ou à la pièce selon l’architecture de la machine.

• Les deux réglages de machine en fraisage sont la fréquence de rotation N en tr/min et la vitesse d’avance Vf en mm/min.

📐 Formule - La fréquence de rotation au fraisage vérifie $N = \frac{1000 V_c}{\pi D}$, avec Vc en m/min et D, diamètre de l’outil, en mm.

📐 Formule - En fraisage, la vitesse d’avance vérifie $V_f = f_z Z N$, où fz est l’avance en mm/tr/dent, Z le nombre entier de dents et N la fréquence de rotation en tr/min.

Compléments

• Les données fabricant pour le fraisage sont la vitesse de coupe Vc en m/min et l’avance f, exprimée en mm/tr/dent au fraisage.

📖 3. Opérations et mouvements de tournage

🔑 Notions clés & Définitions

• Chanfreinage : Consiste à usiner un cône de petite dimension afin de supprimer un angle vif.

★ À maîtriser

• Le dressage ou surfaçage au tournage déplace l’outil perpendiculairement à l’axe de la pièce, suivant X, pour réaliser un plan perpendiculaire à cet axe.

• Le chariotage déplace l’outil parallèlement à l’axe Z pour réaliser un cylindre de diamètre D.

📌 Au tournage, le pointage est obligatoire avant le perçage au centre de la pièce, et un trou de grande précision nécessite une opération d’alésage après le perçage.

📌 En tournage, le mouvement de coupe est la rotation de la pièce à N tours/min et le mouvement d’avance est donné à l’outil, avec une avance f en mm/tr.

Compléments

• Le contournage au tournage combine chariotage et dressage et permet d’obtenir des formes plus ou moins complexes selon la forme de l’outil et sa trajectoire.

• Au tournage, le tronçonnage coupe une partie de la pièce par une trajectoire d’outil perpendiculaire à l’axe X.

💡 Astuce mémo

En fraisage, l’outil tourne ; en tournage, la pièce tourne.

📖 4. Réglages et passes en tournage

★ À maîtriser

• Les deux réglages de machine en tournage sont la fréquence de rotation N en tr/min et l’avance f en mm/tr, tandis que les données fabricant sont Vc en m/min et f en mm/tr.

📐 Formule - En tournage, la fréquence de rotation vérifie $N = \frac{1000 V_c}{\pi D}$, où D est généralement le diamètre de la pièce en mm.

• Pour enlever une épaisseur E supérieure à la profondeur de passe maximale apmax, on réserve une dernière passe d’environ 0,5 mm, on divise l’épaisseur restante E − 0,5 par apmax en arrondissant à l’entier supérieur, puis on répartit cette épaisseur en passes identiques.

Compléments

• Le diamètre D dépend de l’opération : en chariotage, D est constant et correspond au diamètre à usiner, en dressage, D varie et correspond au diamètre moyen de l’usinage, en perçage, D est constant et correspond au diamètre du perçage

• Pour régler l’avance d’un tour conventionnel, il faut se reporter au tableau de la boîte de vitesses de la machine.

• Pour une pièce en aluminium avec E = 5 mm, le calcul (5 − 0,5)/3 = 1,5 arrondi à 2 conduit à deux passes de 2,25 mm et une dernière passe de 0,5 mm.

📖 5. Fraisage avalant et opposition

★ À maîtriser

📌 En fraisage, l’usinage est en avalant lorsque l’effort créé par l’outil et le déplacement de la pièce sont dans le même sens, et en opposition lorsqu’ils sont de sens opposés.

• En fraisage, l’usinage en avalant est à favoriser sur une commande numérique, tandis que l’usinage en opposition est à favoriser sur une machine conventionnelle.

Compléments

• Lorsque le diamètre de la fraise équivaut à la largeur de la pièce, le travail peut être en avalant, en opposition ou un peu des deux selon le sens du déplacement de la pièce et la position de la fraise.

📖 6. Calcul des conditions de coupe

📝 Points essentiels

• Pour une plaque en acier XC38 usinée en ébauche avec une fraise à surfacer à plaquettes carbure de diamètre 63 mm, Vc = 80 m/min donne N = 1000 × 80/(π × 63) = 404 tr/min.

📐 Formule - Pour l’exemple de fraisage sur acier XC38, avec fz = 0,2 mm/tr/dent, Z = 6 dents et N = 404 tr/min, la vitesse d’avance est $V_f = 0{,}2 \times 6 \times 404 = 484\ \text{mm/min}$.

📊 Tableaux de synthèse

Fraisage et tournage