Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Alain-L. DEFRETIN : Ingénieur des Arts et Métiers - Professeur agrégé - Responsable du laboratoire usinage grande vitesse à l’ENSAM de Lille
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Gérard LEVAILLANT : Ingénieur des Arts et Métiers - Docteur ès sciences - Fondateur de la société TOOL - Chargé de mission à l’ENSAM
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Lire l’articleINTRODUCTION
L‘usinage à grande vitesse (UGV) est souvent présenté comme le « fruit » d’une merveilleuse découverte : si l’on augmente les vitesses de coupe au-delà des limites habituelles, on commence par traverser une zone de vitesses inutilisables poétiquement baptisée « vallée de la mort ». Ensuite, on entre dans un paradis de l’usineur ; les énergies et les efforts spécifiques de coupe diminuent, les états de surface deviennent excellents, les durées de vie des outils augmentent pour devenir largement supérieures aux durées obtenues en usinage conventionnel.
Dans cet article, nous montrerons que pratiquer l’UGV ce n’est pas se décider à franchir une barrière de vitesse de coupe : c’est mettre en œuvre, de façon rationnelle, au meilleur niveau de performance économique, tous les éléments entrant dans la définition de l’opération d’usinage concernée et pas uniquement les paramètres de coupe.
Nous montrerons également que les problèmes posés par l’UGV, et leurs solutions, varient suivant les techniques d’usinage et les matériaux concernés.
Nous traiterons ici des opérations d’usinage par outils à géométrie définie, ce qui exclut l’usinage par rectification à grande vitesse, technique qui nécessite une étude séparée.
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Éléments du système2. État de la technique
Dans ce paragraphe, nous tenterons, aux travers d’exemples significatifs, d’illustrer l’application de l’UGV aux différentes tech-niques et matériaux cités plus haut.
Pour chaque exemple présenté nous nous efforcerons de préciser :
-
le principal critère d’optimisation de l’opération ;
-
les principales contraintes à respecter ;
-
le principe mis en jeu pour entrer dans l’UGV.
En se souvenant que l’industriel vise toujours une amélioration de rentabilité globale, mesurée sur la pièce complète et non sur l’opération élémentaire.
2.1 Fraisage des métaux tendres
Cette technique concerne principalement l’usinage des panneaux aéronautiques.
Le critère d’optimisation est le coût de production très directement lié au temps d’usinage. Les durées de vie d’outil sont importantes (plusieurs heures de coupe) et rendent le coût de celui-ci négligeable dans le calcul du coût global de l’opération.
Les principales contraintes sont relatives :
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au respect des tolérances dimensionnelles ;
-
aux limites imposées par la technique à la conception ;
-
aux déformations macrogéométriques dues à l’usinage ;
-
à la nécessité d’organiser les opérations en séquences (groupement d’opérations effectuées avec le même outil, à la même vitesse de rotation).
On peut signifier, dans ce cas, que le principe d’UGV est basé sur l’extrapolation des vitesses de coupe conventionnelles : on passe sans difficulté majeure de 500 m · min−1 à 5 000 m · min−1...
Enfin, l’UGV oriente les équipements vers des machines monobroches (broche horizontale, le plus souvent) à tête rotative (machines 5 axes).
HAUT DE PAGE
Les premiers essais réalisés, dès l’apparition de la broche à palier magnétique, ont prouvé l’intérêt de la technique...
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État de la technique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Usinage à grande vitesse dans outillages - . Recueil des conférences Journées CETIM : 6-7/12/1994.
-
(2) - Les atouts de la grande vitesse - : Publication CETIM.
-
(3) - Synthèse des évolutions des M.O. - Vu à l’EMO 97 : rapport CETIM.
-
(4) - SCHULZ (H.) - Le fraisage à grande vitesse des matériaux métalliques et non métalliques - . Université de DARMSTADT. Tome 1 : traduit par Pr. Serge TORBATY, Université de TOULON.
-
(5) - * - 1re Conférence franco-allemande sur l’UGV. Recueil des conférences ; Metz, 6 et 7 juin 1997.
-
(6) - Machine AUTOMATION - : Renault Automation magazine.
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