Vitesse de coupe très basse

[Legnano]

Bonjour
Je conçoit une machine de coupe "portative", et afin de limiter la puissance du moteur embarqué, je souhaite diminuer la vitesse de coupe autant que possible.
La machine réalise un usinage s'apparentant à une gorge frontale, avec un outil à fort élancement (4 à 6mm x 140mm).
La matière travaillée est du 304L.

La question du jour est :
Que se passe il si je diminue la vitesse de coupe à des valeurs de 40, 30, ou même 20m/min?
Vibrations?
État de surface pourrit? (pas très important pour moi)
Usure prématuré de la plaquette?

Des essais sur une maquette seron réalisés fin aout, mais j'aimerais avoir votre avis sur la question pour pouvoir avancer sur ma conception.

 

[osiver]

D'autres plus calés sur les vitesses de coupe dans l'inox vont sans doute amener des arguments mais à priori, si on pense au filetage, au tronçonnage, ça doit aller. Je devine que ce serait un outil de forme.

Par contre des photos des croquis pour nous aider à bien comprendre ...

 

[kiki86]

bonjour
normalement les conditions de coupe sont données par le carburier c.a.d. vitesse de coupe avancée profondeur de passe pour le couple
métal usiné / nuance outil
sur quel diamètre la gorge

 

[Legnano]

des photos des croquis pour nous aider à bien comprendre ...

Top secret ! Non, sans déconner, je bosse dans un bureau d'étude, pour un client, et je prends pas de risque concernant la propriété intellectuelle.

 

[Legnano]

bonjour
normalement les conditions de coupe sont données par le carburier c.a.d. vitesse de coupe avancée profondeur de passe pour le couple
métal usiné / nuance outil

du coup les vitesse données par Iscar dans ce document sont à considérer comme des maximum?

Pas de risque de collage de la matière sur la plaquette? Ou d'échauffement ?

sur quel diamètre la gorge?

Ø 400

 

[vax]

Plus tu vas baisser la vitesse de coupe plus tu vas devoir rechercher l'amélioration de la coupe de tes outils.
HSS parfaitement affuté ou plaquette carbure dédiée à l'inox.
J'utilise des nuances de plaquettes qui ressemblent à des goujures pour l'aluminium, rectifiées et polies, mais qui sont revêtues.
Les états de surfaces sont vraiment top (satiné proche du miroir) et tu peux faire des passes ultra fines en finition.

Pour ce qui est des paramètres donnés par les carburiers, ils sont à considérer généralement comme des maximum/optimum pour de la production intensive. L'équilibre entre la productivité et le coût de la plaquette (on dit souvent que ce sont les paramètres pour 15 minutes de production de copeaux). Je ne peux pas te parler de cet aspect, je ne suis jamais dans une logique de productivisme dans mon activité.

 

[MegaHertz]

Bonjour,

Le problème si tu baisses la vitesse de coupe c'est que tu augmentes l'effort.
Ceux qui ont de petites CNC connaissent bien ce problème : Une broche qui ne descend pas en dessous de 1500 tours avec assez peut de puissance.

Dans ce cas tu réduis le diamètre des outils

Avec la même vitesse de coupe tu dois tourner 4 fois plus vite avec une fraise de 5mm qu'une de 20.
Si sur une grosse machine tu peux usiner à 800 tours avec une fraise de 20, tu usineras à 3200 avec une fraise de 5 sur la petite.

A mon avis il vaut mieux respecter les paramètres de coupe et vérifier la taille d'outil qu'on peut se permettre.

 

[serge 91]

avec un outil à fort élancement (4 à 6mm x 140mm).

Je vois pas bien de quoi il est question ?
même approximatif, ou sont ces 4/6/140 ?

 

[osiver]

Outil de 4 de large sur 6 de haut, gorge de 4 de large sur 140 de profondeur sur un diamètre de 400

 

[Legnano]

Bonjour,

Le problème si tu baisses la vitesse de coupe c'est que tu augmentes l'effort.
Ceux qui ont de petites CNC connaissent bien ce problème : Une broche qui ne descend pas en dessous de 1500 tours avec assez peut de puissance.

les outil de calcul des marchands de plaquette ne font pas intervenir la vitesse dans l'effort de coupe. est ce que ca n'est pas plutot le couple du moteur du tour qui s'effondre à basse vitesse?

Outil de 4 de large sur 6 de haut, gorge de 4 de large sur 140 de profondeur sur un diamètre de 400

non, c'est pas ça.
largeur de gorge 4 ou 6mm (pas encore définie)
profondeur de gorge 140mm
diamètre 400mm

Plus tu vas baisser la vitesse de coupe plus tu vas devoir rechercher l'amélioration de la coupe de tes outils.
HSS parfaitement affuté ou plaquette carbure dédiée à l'inox.

Pour pimenter le tout, on a une coupe interrompue, peu compatible avec des outils affutés. Mais l'état de surface m'importe peu.

 

[serge 91]

Cà ?

 

[Legnano]

voui.
Plutôt sport, n'est-ce pas?
Le gestion des copeaux va être sympa

 

[Khar-t'er]

Je t'invites à te rapprocher de la méthode COM (Couple-Outil-Matière) qui est une ancienne norme encore utilisée en industrie et en recherche sur l'optimisation des paramètres de coupe. Pour cela on étudie l'influence de la vitesse de coupe et de l'avance sur l'effort ou une pression spécifique de coupe.

Ces aspects ont une influence non négligeable sur l'usure de l'outil et à partir des données obtenues on peut travailler sur une durée de vie plaquette.

Souvent le carburier donne des paramètres adaptés à une durée de vie moyenne. Il existe une plage de fonctionnement où l'outil est faiblement dégradé. Une vitesse de coupe trop basse dégrade fortement l'outil et idem pour l'avance. Et une carbure ne coupe pas à basse vitesse ...

Vu l'engagement de l'outil j'ai quelque doutes sur le fait de jouer avec la vitesse de coupe et des paramètres non optimisés ... Usinage à sec ou sous lubrification quand même ?

EDIT : Attention concentration, je vais présenter quelques résultats que j'avais obtenu pour une étude d'ébavurage avec fraise-lime sur de l'acier basique

Içi on peut voir l'évolution de l'énergie spécifique de coupe Wc en fonction de la vitesse de coupe. L'énergie est obtenu par une formule à la con mais il faut imaginer une influence directe sur l'outil et la broche (plus d'effort sur la plaquette etc), en tournage le calcul n'est pas le même.

L'objectif d'une optimisation est donc de minorer cette énergie. Sur ce graphique on voit un domaine de fonctionnement entre 400 et 600 m/min. En dessous l'effort est très très important et viens donc forcément dégrader le phénomène de coupe ... Idem au dessus bien entendu ...

Dans une démarche global on combine cette étude avec la vitesse d'avance :

L'objectif est le même içi, on cherche à minorer l'effort. Par contre dans le cadre de l'avance, le "plateau" observable est traitre : l'effort n'augmente plus mais l'usure de l'outil s'augmente grandement ...

Le bilan de cette étude : ébavurage avec Vc entre 400 et 600 m/min et F à 0.04 mm/tr (début du plateau) et on a théoriquement une coupe optimisée et une bonne durée de vie de l'outil !

Maintenant cette étude est valable sur un acier donné. Une précédente étude dans un inox à base nickel a donné des résultats complètement différents ... Mais je ne vais pas tout divulgué, c'est mon boulot ahahah !

 

[Legnano]

Usinage à sec ou sous lubrification quand même ?

A sec ou microlub tout au plus

 

[Khar-t'er]

A sec ou microlub tout au plus

Donc carbure obligatoire, le HSS ne tiendra jamais ... Du coup ça se mord la queue car le carbure n'est pas compatible avec des vitesses basses.

Regardez mon précédent message, je l'ai édité pour détailler la méthode COM et mon explication

 

[Beber70]

Quand tu parles de machines portatives je pense aux machines de découpe ou de chanfreinage pour les gros tubes inox et là effectivement les vitesses sont très lentes et ça a l'air de bien se passer vu les copeaux et l'état de surface.

 

[Legnano]

Quand tu parles de machines portatives je pense aux machines de découpe ou de chanfreinage pour les gros tubes inox et là effectivement les vitesses sont très lentes et ça a l'air de bien se passer vu les copeaux et l'état de surface.

On est un peu dans ce genre de machine en effet.
J'ai pas l'impression qu'il lubrifient. a votre avis, c'est des outils en ARS?

 

[Khar-t'er]

On est un peu dans ce genre de machine en effet.
J'ai pas l'impression qu'il lubrifient. a votre avis, c'est des outils en ARS?

Concernant le chanfreinage, les quantités de matières enlevées sont relativement faibles donc un ARS peut tenir quelque temps. J'ai un collègue qui a fait bleuir une fraise ARS en voulant ébavurer un trou sur de l'acier inoxydable sans lubrification (et en étant un peu bourrin), maintenant tout est possible ! J'ai jamais travaillé avec ce genre de machine.

Là l'engagement de l'outil est quand même relativement important avec un refroidissement quasi inexistant ...

 

[vax]

A ce niveau c'est presque du carottage
J'ai eu l'occasion d'en faire une fois j'ai modifié une cloche (on peu les acheter sans dents diamantées) de carottage de béton et j'ai adapté des plaquettes.

 

[Beber70]

Concernant le chanfreinage, les quantités de matières enlevées sont relativement faibles donc un ARS peut tenir quelque temps

Oui et non on parle de tubes de 20 à 25 mm d'épaisseur avec un chanfrein à 45°. Je pense avec lubrification,
Dans le cas présent évacuer la chaleur et les copeaux va étre le problème

 

[kerdour29]

140 mm de profond, ca va être sport ! Même avec une "vrais machine" a mon avis c'est sportif ! L'évacuation des copeaux va être compliqué je pense ! Pour la vitesse de coupe, je pense qu'on peut bien descendre, choisir une géométrie de plaquette avec de la coupe, donc de faible effort de coupe. Pour la lubrification, a sec tu peut oublier je pense ! Peut être essayer de se rapprocher d'un carburier pour choisir un outil.
Quoi qu'il en soit, bon courage !

 

[yvon29]

Bonjour

Quelques idées 'questions en vrac :

Concernant la coupe interrompue : est-ce que ça serait une bonne idée d'avoir plusieurs outils de façon à en avoir toujours au moins 1 en travail?

La limite à 4 ou 6 mm est elle le fait de la commande ou pour optimiser l'usinage?

Passer à 10 ou 15 ( voire +?) avec plusieurs outils minces ayant des goulottes d'évacuation des copeaux individuelles permettrait de garder un couronne de 400 continue.

Peut on envisager des racleurs pour empêcher les copeaux d'aller se coincer où il ne faut pas ?
Existe t'il des formes de plaquettes / affûtage garantissent des copeaux bien enroulés et qui bien sur se fragmentent pile poil comme on voudrait ?


Y a t'il une limite en masse et puissance de la machine ?

Possible de lubrifier "abondamment"?

Avez vous pensé à l'ECM EDM ?
Si c'est à l'horizontale (au plafond ?) ça serait encore plus simple.
Laser ?

Pas pb chaleur, feu ? Accessibilité ? NBC ?

Au passage quelles sont les tolérances ? Le mm ? Déjà le 1/10 ème sera un sacré challenge....

 

[Beber70]

A ce niveau c'est presque du carottage

cette solution me paraît faisable dans la mesure où ont peut avoir la vitesse de rotation, un arrosage par l'intérieur, des petits copeaux liés à la forme et au nombre de dents, la rigidité de l'outil, et une avance mmicrométrique.

 

[lesmarronschauds]

Bonjour,

Pour moi, déjà, l'outil ne devra pas avoir une section de 4 x 6 (si j'ai bien compris l'énoncé), mais une une hauteur plutôt portée de 6 à 20, avec un outillage porte grain apportant un complément de rigidité à l'outil, de forme tubulaire, capable de pénétrer dans la gorge frontale sans contact, ou en ajoutant à ce dernier des touches de contact radiales en carbure afin de guider l'outil. Des touches de contact axiales dans le fond de la gorge pourraient aussi éviter les pénétrations trop importantes et les phénomènes de broutement. Reste à évacuer les copeaux, sans que ceux ci ne dégradent les parois cylindriques interne/externes. Il faudra tout de même un peux de puissance et surtout beaucoup de rigidité.

Bonne conception!

 

[PUSSY]

Je vois mal un outil si fin usiner une gorge frontale !
je verrai plutôt soit :
- Un outil genre cloche (mais pour une profondeur de 140 mm, pas facile à trouver !
- soit une fraise 2T et un travail genre plateau diviseur.

 

[osiver]

Ben oui, c'est ce que je voulais souligner post #9 et même avec une fraise 2T, 140mm de dépassement d'outil ...

 

[kerdour29]

Je vois mal un outil si fin usiner une gorge frontale !
je verrai plutôt soit :
- Un outil genre cloche (mais pour une profondeur de 140 mm, pas facile à trouver !
- soit une fraise 2T et un travail genre plateau diviseur.

A mon avis la fraise c'est même pas envisageable, 23 fois le diamètre !

 

[moufy55]

En difficulté, je vois surtout la matière: inox en travail à sec

 

[Nomad 1]

Bonsoir, le travail de ce gars, peut donner des idées.

 

[Dodore]

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Il y avait déjà une video plus élaborée ici réponse 7134