Introduction
Comprendre le fonctionnement des avances et des vitesses est essentiel si vous voulez améliorer vos compétences en matière de commande numérique. Cela vous aidera à optimiser vos vitesses d’usinage, à obtenir un meilleur état de surface et surtout à avoir une durée de vie d’outil plus longue.
Alors, que signifient réellement les « Avances &Vitesses » ?
« Vitesses » fait référence à la vitesse de rotation de votre broche, exprimée en tr/min (tour par minute). Déterminer les bonnes vitesses consiste surtout à déterminer à quelle vitesse vous pouvez faire tourner votre outil sans le surchauffer pendant la coupe.
« Feeds » fait référence à la vitesse d’avance, qui est la vitesse linéaire de votre machine, le plus souvent exprimée en mm/min. L’optimisation de votre vitesse d’avance consiste à maximiser la quantité de matériau que vous coupez par unité de temps, plus c’est rapide, mieux c’est en général.
Donc, obtenir vos vitesses d’avance & signifie simplement trouver le sweet spot où votre outil tourne à la vitesse parfaite par rapport à sa vitesse de déplacement dans le matériau. Ce sweet spot peut signifier différentes choses en fonction de votre objectif : obtenir le meilleur état de surface, usiner vos pièces le plus rapidement, ou maximiser la durée de vie de votre outil.
Ces concepts peuvent être résumés visuellement sur un graphique, où la vitesse d’avance est tracée en fonction de la vitesse de rotation de la broche, et qui nous aide à identifier 6 zones différentes.
Comme illustré ci-dessus, il y a principalement deux mauvais spots que vous voulez éviter. Le premier se produit lorsque vous réduisez trop la vitesse de votre broche par rapport à la vitesse d’avance. En faisant cela, vous forcez les cannelures de votre fraise à couper trop de matériau, ce qui peut entraîner des vibrations indésirables ou pire, un outil cassé.
De l’autre côté du graphique, si vous réduisez trop l’avance par rapport à la vitesse de la broche, les cannelures de votre fraise commenceront à frotter le matériau au lieu de couper de beaux copeaux. Cette action fera surchauffer votre outil, et donc le ramollir. Ses bords tranchants deviendront émoussés et si vous continuez à couper avec des bords émoussés et vous commencerez à voir une finition de surface très détériorée sur votre matériau.
Une bonne règle de base est de toujours se rappeler que vous devez faire des copeaux, pas de la poussière.
Ok, mais comment trouver les sweet spots pour un matériau donné ?
Charge de copeaux
Le paramètre qui relie ces concepts et qui est largement utilisé comme métrique standard pour déterminer les vitesses d’avance &optimales est appelé charge de copeaux.
La charge de copeaux, également appelée « avance par dent », est l’épaisseur de matière qui est introduite dans chaque arête de coupe lorsqu’elle se déplace à travers le matériau de travail.
La charge de copeaux est exprimée en mm/dent et peut être trouvée en utilisant l’équation suivante :
Taux d’alimentation = N x charge de copeaux x Rpm
où N est le nombre de cannelures de la fraise en bout et Rpm est la vitesse de rotation de la broche.
Illustrons ce concept et imaginons que vous voulez couper du contreplaqué avec une fraise en bout de 6 mm à 2 cannelures. Dans notre cas, la charge de copeaux recommandée pour le contreplaqué est d’environ 0,3mm/dent (cf. le tableau des charges de copeaux à la fin de cet article).
Partons du principe que votre machine est capable de couper à une vitesse maximale de 3000mm/min. En utilisant l’équation précédente, nous trouvons que la broche doit tourner à 5000 tr/min pour obtenir la charge de copeaux appropriée :
3000 = 2 x 0,3 x 5000
Sur la base de cette relation mathématique, nous observons que si nous voulons augmenter la vitesse d’avance pour couper ce contreplaqué plus rapidement, nous devrons également augmenter la vitesse de rotation de la broche pour maintenir une charge de copeaux constante :
4500 = 2 x 0,3 x 7500
Maintenant, imaginons que votre broche ne peut pas tourner plus vite que 5000rpm. Nous pouvons encore augmenter l’avance en utilisant une fraise à 3 cannelures et garder une charge de copeaux constante:
4500 = 3 x 0,3 x 5000
Sur la base de ces connaissances, nous pouvons maintenant utiliser des tables qui nous permettront de calculer nos avances &vitesses et d’obtenir une charge de copeaux optimale pour n’importe quel matériau.
Tables de charge de copeaux
N’oubliez pas que les valeurs des tables sont basées sur des calculs et des tests effectués sur notre toupie CNC Mekanika. Ces valeurs dépendent de nombreux facteurs, tels que la puissance et la rigidité de votre machine, la profondeur de coupe et le type de fraise utilisée, par exemple. Par conséquent, elles peuvent varier en fonction de la machine que vous avez sous la main.
En outre, un autre facteur important à prendre en compte lors de la lecture de ces tableaux est le diamètre de l’outil. En effet, une fraise plus grande sera capable de gérer une plus grande charge de copeaux.
Nous vous recommandons de commencer par régler l’avance réelle de votre machine en dessous de la valeur du tableau et de l’augmenter progressivement. En général, vous constaterez que vos vitesses d’avance &optimales seront déterminées par l’expérience ou par essais et erreurs. Par exemple, pour la plupart des matériaux, vous pouvez généralement régler la vitesse de la broche entre 15000-25000 tr/min et ajuster votre vitesse d’avance pour obtenir de bons résultats avec votre machine.
De même, nous vous suggérons d’augmenter lentement la profondeur de vos coupes tout en faisant ces tests. La plupart des utilisateurs de CNC utilisent en fait l’expérience ou les habitudes pour déterminer la valeur de la profondeur de coupe pour une situation particulière. En bref, gardez ces deux concepts à l’esprit :
-
Une profondeur de coupe excessive entraînera une déviation de l’outil (voir cet article pour comprendre pourquoi cela peut être problématique).
-
Une bonne règle générale consiste à utiliser une valeur de profondeur inférieure ou égale au diamètre de votre fraise en bout. Si vous voulez augmenter la profondeur de coupe, alors essayez d’utiliser une fraise en bout plus grande pour maintenir un rapport profondeur/diamètre de 1 : 1.
.