Comment trouver l'effort exercé par une opération de fraisage?

[Aries90]

Bonjour à tous,

Je voudrais savoir la démarche pour trouver l'effort exercé sur une pièce par une opération de surfaçage.
J'ai trouvé ceci mais je ne suis par sur que cela corresponde?

j'ai suivi la démarche suivante: " http://prod.mpmi.free.fr/cours/efforts_et_puisance_de_coupe.pdf "Voir la pièce jointe 289062[div=none][arrow][/arrow][/div]

 

[phil135]

ce document est pas mal, en gardant à l'esprit que le résultat de ces calculs serait vrai à 20 ou 25% près

 

[kiki86]

bonjour
va sur le site coromant

 

[damy]

Désolé je ne peut pas te renseigner sur le "théorie" C'est un monde qui me dépasse "mdr"

 

[PUSSY]

Bonjour,

En ce qui concerne la direction (seulement !) de l'effort de coupe, une bonne approximation est de relier le point d'entrée au point de sortie de la fraise.
Quand à sa valeur, il y a tellement de paramètres qui influencent le résultat que le calcul ne présente que peu d'intérêt selon moi.

Cordialement,
PUSSY.

 

[phil135]

' faut pas exagérer , les ordres de grandeurs qui sortent de ces calculs sont bons

 

[stanloc]

Quand à sa valeur, il y a tellement de paramètres qui influencent le résultat que le calcul ne présente que peu d'intérêt selon moi.

Cordialement,
PUSSY.

Je suis entièrement de cet avis, c'est pourquoi j'ai toujours proposé d'en faire la mesure sur la machine elle-même si on l'a déjà ou si on doit la construire, le faire et ensuite faire la mesure.
Stan

 

[FB29]

Bonjour,

Cependant pour dimensionner correctement les mouvements d'avances automatiques d'une fraiseuse il faut bien avoir une idée assez précise de la puissance nécessaire ?

Cordialement,
FB29

 

[phil135]

"les ridicules formules" ont permis de dimensionner les efforts d'usinage pendant environ un siècle, certes en les prenant pour ce qu'elles sont c'est à dire une estimation et pas une vérité à la troisième décimale.
je pense moi que pour quelqu'un qui veut usiner en amateur dans sa cave elles restent une première approche parfaitement valable

je dirai même que c'est un effet pervers de la numérisation à outrance que de ne plus admettre et ne plus savoir gérer une certaine imprécision pas si grave
je pratique aussi les éléments finis, et moi aussi j'ai des résultats qui sortent avec 8 chiffres derrière la virgule ... mais ils ne valent jamais mieux que les hypothèses de modélisation

 

[phil135]

dans un process industriel high tech c'est peut-être et j’espère différent, mais dans un usinage artisanal il y a à la base pleins de choses qu'on ne connait pas "parfaitement":
ça commence avec la composition exacte de la matière et son état métallurgique, ça continue avec l'état de l'outil et son angle (surtout en fraisage, l'angle est une composition de la rotation et de l'avance selon la position dans le cercle), la lubrification plus ou moins efficace , la température , vibrations ...

ce qui fait que en final ces formules simplifiées qui s'appuient sur des abaques issus de l'expérience donnent un résultat dont la précision est cohérente des autres incertitudes
et comme on se rend bien compte qu'on a fait un calcul simplifié à la serpe ça incite à prendre des marges

si on se lance dans des calculs sophistiqués on aura des résultats qui ont l'air d’être précis alors que les hypothèses de base ne sont pas forcement précises elles-mêmes, dans certains cas ça incite à sous-estimer la marge de sécurité dont on a besoin



bon ... on a rédigé +/- en même temps
tout ça pour dire que même si les méthodes numériques peuvent souvent apporter un plus, dans le cadre d'un exercice où de toute façon il y a plein de choses qu'on ne connait pas bien les vieilles méthodes dégrossissent pas si mal les ordres de grandeurs

 

[kiki86]

bonjour
les spécialistes, Coromant, Walter et autres ont mis au point des formules de calcul de puissance
elles ne sont pas très hards donnent des résultats acceptables pour l'usage que l'on veut en faire
ces formules ne comportent pas de

"les grandes transformations avec un couplage fluide, structure, thermique, endommagement, rupture, etc ...."

il faut rester simple
la question porte sur les efforts de coupe

le flambement et Euler, a mon avis, n’interviennent pas dans ce calcul pour savoir si la machine peut supporter les conditions de coupe imposées
vitesse, profondeur de passe, avance, etc

 

[Aries90]

Bonjour à tous,

merci pour vos réponses mais je n'imaginais pas déclencher une polémique! lol

Sinon, le réel but de ma première question est de dimensionner une re-conception d'un montage d'usinage.
Comme la bride et et les vis ( qui sont en réalités des broches de centrage).

Je cherche juste à avoir une approximation de la direction et de l'intensité de l'effort exercé sur la pièce.
Voici en PJ un croquis sur la trajectoire de la pièce
et une autre PJ sur le montage final avec la pièce fini.

La pièce est réalisée sur une fraiseuse 3,5 axes horizontale

 

[JieMBe]

On ne sait pas exactement quelle est le volume que ta fraise enlève sur ta pièce. Du coup c'est difficile de te répondre.
Sinon pour avoir une estimation de la direction et de l'intensité de l'effort, tu pars du principe que la plus grande partie de l'effort de coupe est dans la direction de la vitesse de coupe. Tu regardes donc où le copeaux se forme, et tu traces une droite tangente à la trajectoire de la dent.
Pour évaluer la force tu as la relation: F = Kc . fz . Ap c'est valable si il n'y a qu'une dent en prise.
Je t'invite donc à nous faire un croquis qui illustre plus précisément ce que l'on enlève sur la pièce, et à fournir les indications qui manquent pour réaliser le calcul:

- Kc (MPa) la pression spécifique de coupe, dépend du matériaux usiné, de l'épaisseur du copeau, et de la géométrie de l'outil (donne au moins la matière de la pièce)
- Ap (mm) la profondeur de passe (l'épaisseur de la matière que l'on enlève)
- fz (mm/dt.tr) avance unitaire par dent et par tour (de combien chaque dent avance dans la matière)

Si il a risque que plusieurs dents travaillent simultanément il faut en plus
- ar (mm) la largeur de la surface usinée
- D (mm) le Ø de la fraise
- z le nombre de dent de la fraise.

Et si en plus tu veux déterminer la puissance:
- Vc (m/min) la vitesse de coupe

 

[Aries90]

Alors voici les données du surfaçage:
n=6000tr/min
Vf=2500mm/min
ap=5mm
Vc=1187,5m/min

Fraise 3 dts de diamètre 63mm
La pièce est en alu
j'ai suivi la méthode suivante en pièce jointe:
" http://prod.mpmi.free.fr/cours/efforts_et_puisance_de_coupe.pdf "
KC=95daN/mm2
pour le changement d'angle de Kc je vois pas trop comment faire?

 

[JieMBe]

n=6000tr/min
Vf=2500mm/min
Fraise 3 dts

Comme Vf= fz . z . N
on a fz= Vf / (fz.N) = 2500 / (6000*3) = 0.139 mm/dt.tr
On retiens fz = 0.14 mm/dt.tr

ap=5mm
KC=95daN/mm2

Si on part du principe qu'il n'y a qu'une dent en prise ce qui est probable avec une fraise à 3 dents
On obtient F = Kc . fz . Ap soit
F = 950 * 0.14 * 5 et donc
F = 665 N

Et bien voilà ce n'est pas si compliqué

 

[akli]

bonjour,

pour avoir une idée des efforts lors d'une opération de fraisage, pourquoi ne pas installer une pièce intermédiaire en acier entre l’étau et la table et coller sur celle ci des jauges de contrainte à 7euros ( http://fr.rs-online.com/web/p/jauges-de-contraintes/0632146/ )suivant deux directions, ensuite on peut appliquer un effort connu à l’étau et ainsi étalonner la mesure.
la précision du résultat dépendra évidemment du nombre de jauges, du style de montage et de la chaine de mesure: alim stabilisée/ pont de wheastone ou bien un bête multimetre aux bornes d'une seule jauge.... par contre, cela te donnera une approximation plus ou moins precise selon les moyens mis en œuvre mais tu sauras si tes efforts sont de l'ordre de 50, 200, 500, 1000 ou 10000N ce qui en intégrant un coef de sécu te permet de faire un dimensionnement.

cordialement

 

[JieMBe]

Sans vouloir être désagréable je trouve assez désopilant de voir que certaines sommités en calcul mécanique soient mises en difficultés devant un pauvre calcul qui ne relève jamais que de l'effort généré par une pression appliquée sur une surface (F = P. S)

 

[Aries90]

Oui c'est vrai merci, pour le calcul je voulais juste vérifier que c'était la bonne méthode.
Par contre, pour ce qui est de l'orientation de l'effort sur la pièce, ça me posait un problème pour faire la somme des efforts sur la bride!

 

[JieMBe]

Oui c'est vrai merci, pour le calcul je voulais juste vérifier que c'était la bonne méthode.
Par contre, pour ce qui est de l'orientation de l'effort sur la pièce, ça me posait un problème pour faire la somme des efforts sur la bride!

Ce n'est pas vraiment à toi que j'adressais ce message en mode ironie.
Pour la direction, dans le mesure ou la largeur usinée est petite devant le Ø de la fraise, tu peux faire l’approximation que propose Pussy et qui consiste à considérer qu'elle va du point d'entrée de la fraise dans la matière vers le point de sortie.

 

[philippe2]

Re,

En mode Zen, sans polémique.
Le technicien sait la plupart du temps comment en utilisant des formules basiques et pragmatiques mais pas toujours en sachant pourquoi.
L'ingénieur sait la plupart du temps pourquoi mais pas toujours comment.

Je cite Einstein pour éviter toute accusation de plagiat :
La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne... et personne ne sait pourquoi !

Le vraie génie est de pouvoir se situer à l'intersection des deux domaines et de répondre de façon concrète à une question pratique d'un membre de ce forum. Ce que j'avoue ne pas savoir faire...

Bien cordialement,

 

[akli]

ou bien, je viens d'avoir une autre idée pour une approximation qui peut servir à valider une methode par calcul, mesurer la puissance absorbée par la machine à vide puis lors de l'usinage.

sachant que P=F*V ton effort sera f=p/v avec p=puissance d'usinage-puissance à vide v= vitesse de coupe

si la machine a un moteur independant pour la broche c'est le mieux

cordialement

 

[phil135]

ça , je pense que c'est plutôt une majoration de l'effort possible
ce qui n'est pas idiot quand on veut faire simplement un truc "assez solide"

 

[phil135]

les "règles d'ingénieur" et l'expérience disent que ces formules "vieille méthode" donnent en général un résultat à 25% près
et par ailleurs en mécanique générale les règles de l'art disent de mettre un coefficient de sécurité de 2 si le risque est pas trop grave et 3 si ça peut être dangereux (je ne parle pas des matériels de levage ou de pression qui ont chacun leur réglementation spécifique)

c'est sûr que si on dimensionne une Ariane comme ça elle va rester au sol, mais pour une mécanique unitaire ou mini série sans trop de prétention c'est des règles qui marchent et évitent de passer 2 mois de calculs pour économiser 2 kg d'acier

 

[JieMBe]

ou bien, je viens d'avoir une autre idée pour une approximation qui peut servir à valider une methode par calcul, mesurer la puissance absorbée par la machine à vide puis lors de l'usinage.

sachant que P=F*V ton effort sera f=p/v avec p=puissance d'usinage-puissance à vide v= vitesse de coupe

si la machine a un moteur independant pour la broche c'est le mieux

Alors c'est à mon avis une bonne approche qui permet effectivement d'obtenir une assez bonne approximations des efforts de coupe. J'y vois juste quelques limites:
- il est difficile de mesurer la puissance absorbée par un moteur asynchrone. Et c'est le plus souvent ce type de moteur qui entraîne les broches --> voir méthode des 2 wattmètres;
- Il n'est pas évident d’appréhender le rendement globale de la chaîne de transmission entre l'alimentation du moteur et l'outil. La mesure à vide ne va prendre en compte qu'une partie des pertes de cette chaîne d'énergie lors de l'usinage.
- En fraisage la coupe est intermittente, et donc tu vas juste obtenir une image de la moyenne des efforts.
Donc à mon humble avis bien qu'intéressante (je l'ai déjà exploitée dans le cadre de TP) cette méthode est plus complexe à mettre en œuvre et donne un résultats avec paradoxalement plus d'incertitudes que le simple calcul à partir de la pression spécifique de coupe.

 

[phil135]

si c'est juste pour majorer l'effort, on prend la puissance de la plaque signalétique et on suppose qu'il n'y a pas de frottement dans les transmissions
ça sera pessimiste mais securisant

 

[phil135]

je bosse dans un domaine où tous les 10-15 ans resurgit le fantasme de tout passer en simulation numérique
et on se rend compte que la simulation numérique ne sait sortir que des résultats qui sont au moins latents dans les connaissances physiques de quand on écrit le logiciel (dommage pour les vraies nouveautés scientifiques)
et d'autre part il y a un certains nombre de situations où une petite variation des hypothèses change complétement les résultats (autrement dit ça diverge) et donc un essai physique s'impose

quand on veut appliquer la simulation numérique à la rdm pour réduire les coefficients de sécurité, c'est à dire dimensionner plus fin, il faut avoir le recul qu'on conçoit alors un objet qui sera de plus en plus fragile aux imprévus. et dans la vraie vie il y aura toujours un imprévu

 

[patduf33]

Bonsoir
Sujet nettoyé
Merci

 

[FB29]

Bonjour,

La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne... et personne ne sait pourquoi

Hihihi ...

Mais grâce à Usinages tout finit par fonctionner et on sait pourquoi !!!

Bonne journée,

Cordialement,
FB29

 

[philippe2]

Bonjour,


Hihihi ...

Mais grâce à Usinages tout finit par fonctionner et on sait pourquoi !!!

Bonne journée,

Cordialement,
FB29

Bonjour,

Lu et approuvé.

 

[JieMBe]

Concernant la direction, et toujours selon la partie que tu usines(on ne le sait toujours pas), il faut bien voir que selon le sens de l'usinage tu peut inverser la direction des efforts de coupe. Sur ton 1er schéma, la fraise va de la droite vers la gauche, les efforts de coupe seront dirigé vers le haut de telle sorte que cela aura tendance à soulever la pièce. C'est donc tes brides qui empêcheront la pièce de se soulever. C'est vraiment le genre de truc que l'on cherche à éviter. Si par contre tu attaques la pièce par la gauche vers la droite, les efforts de coupe seront dirigés vers le bas, et tu pousseras la pièce contre l'appui plan, ce qui est très largement préférable.