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Auteur(s)
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Jacques JUAN : Ingénieur des Arts et Métiers - Chef de section au Centre Technique du Bois et de l’Ameublement (CTBA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans la très grande majorité des cas, l’objectif d’une opération d’usinage est d’obtenir un état de surface acceptable, dans le respect des dimensions fixées. Cet état de surface peut être imposé pour des raisons d’esthétique, mais aussi parfois pour des raisons techniques. On sait, par exemple, que la résistance d’un assemblage collé est tributaire de la qualité des surfaces en contact.
Dans cet article, nous nous limiterons à l’examen des modes d’usinage les plus fréquents et qui ont des conséquences souvent importantes sur l’état de surface : les trajectoires trochoïdales.
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1. Outil
1.1 Mouvements de la pièce et de l’outil
La pénétration d’un outil dans une pièce n’est possible que s’il est animé d’un mouvement avec une énergie suffisante. Ce mouvement de coupe peut être affecté à l’outil, c’est le cas le plus fréquent (sciage, fraisage, perçage, etc.), mais aussi, quelquefois, à la pièce (tournage, déroulage, tranchage, par exemple).
Ce mouvement de coupe peut être :
-
rectiligne : outils à main, scie à ruban, scie alternative ;
-
circulaire : mouvement de la quasi‐totalité des outils à bois ;
-
complexe : cas de certains bédanes à mortaiser.
La vitesse de coupe v c correspond à la vitesse linéaire de l’arête de coupe de l’outil par rapport à la pièce. Chaque matériau travaillé (bois, métal, plastique, etc.) doit être usiné avec une vitesse adaptée à ses propres caractéristiques. Le matériau de l’outil intervient également dans la détermination de cette vitesse, les matières usinées tendres permettant l’utilisation de vitesses de coupe plus élevées que les matières dures. Pour le bois, les études faites avec des outils en excellent état ont montré qu’une variation de la vitesse de coupe de 5 à 90 m/s avait peu d’influence sur la formation du copeau. L’expérience prouve toutefois que la capacité de coupe d’un outil au tranchant imparfait est améliorée, dans une certaine mesure, par l’accroissement de la vitesse. Mais, en contrepartie, l’usure augmente avec la vitesse de coupe. C’est pourquoi il est raisonnable de se fixer une vitesse moyenne de 50 m/s, avec la possibilité de la réduire légèrement (40 m/s) pour des outils peu résistants à l’usure ou pour des matériaux usinés durs, et l’augmenter un peu (60 à 70 m/s) pour des matériaux de coupe plus résistants ou pour des matériaux tendres.
Après chaque détachement de copeau, il est nécessaire de repositionner l’outil par rapport à la pièce, ou l’inverse. C’est le rôle dévolu au mouvement d’avance.
Le mouvement d’avance pourra être appliqué :
-
à la pièce : rabotage, sciage (souvent), perçage (parfois), etc. ;
-
à...
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