Calcul de paramètres de coupe

Bonjour à tous

Je me suis fait une petite feuille de calcul concernant les calculs utiles pour la programmation
(je vous en fait donc également profiter )

- Calcul de la vitesse de coupe : Vc (m/Min)
- Calcul de la vitesse de rotation : n (tour/Min)
- Calcul de la vitesse d'avance : Vf (mm/Min)
- Calcul de l'avance par dent : fz(mm)
- Calcul du volume copeau : Q (cm3/Min)
- Calcul de la puissance absorbée : Pc (KW)
- Calcul du diamètre effectif de fraise boule (mm)
- Calcul de la vitesse de coupe effective VC (pour fraise boule)

PS ma version de Excel étant de 1997 il est possible qu'il y est des erreurs d'affichage

Bonjour

Merci à toi pour ce fichier.
Cdlt
chado

merci pour ca aussi

Bonjour
Merci de toutes ces formules de calculs.
Je debute dans la cnc.
Mais quelqu'un pourrait il me dire où ou bien comment trouver la vitesse d'avance par dent afin de calculer la vitesse d'avance d'usinage d'une cnc? Cette valeur est elle donnée par le fabriquant?
Merci
Renaud

Salut,

Pour le bois, je prends en général 1/75 à 1/50ieme du Ø de la fraise pour l'avance par dent.
Les constructeurs fournissent ces valeurs .... mais jamais pour le bois, uniquement pour les métaux.

Vitesse de coupe comprise entre 100m/min (très dur et très sec) et 500m/min (maxi, pin, mdf ..)
(différentes des V utilisées pour les "vrais" outils à bois, les fraise de méca n'ayant pas le même angle d'affutage)

attention, dans le bois très sec, il ne faut pas tourner trop vite, sinon ça brule.

ex pour une fraise de 8, 2 dents dans du bois mi-dur

Vc = 300 m/min soit pour du Ø8 -> 12000 tr

avance = 8/75 = 0.1mm/dent (Fz)

pour une rotation à 12000 tr et 2 dents, ça donne 2385 mm/min.

Si cette vitesse est trop élevée pour ta machine, tu dois réduire l'avance ET la rotation dans les mêmes proportions.

ex 10000 tr / 2000 mm/min.

++
David

Bonjour à tous, bonjour David,

dh42 a écrit:Vitesse de coupe comprise entre 100m/min (très dur et très sec) et 500m/min (maxi, pin, mdf ..)

Hier j'ai fraisé du sapin avec une fraise droite de Ø6 (voir ici) à la "main". Ce bois passe du très mous au très dur selon la zone ou tu te trouve... Il ne doit Pas être facile de trouver un compromis avec un matériau aussi hétérogène!
JP

Bonjour JP,

Ce bois passe du très mous au très dur selon la zone ou tu te trouve... Il ne doit Pas être facile de trouver un compromis avec un matériau aussi hétérogène!

Oui, c'est un des gros problèmes que je constate en usinant du bois massif à la CNC, et encore que je n'ai que du premier choix et que les nœuds sont rares.

Comme disent les pilotes, "il y a des nuages truffés de rochers". Dans le noyer, je tombe parfois sur des zones "noires" très dures, ou au contraire, qui tombent en poudre, la sanction, en générale, c'est que la planche explose au niveau de la zone noire. (mes nouvelles fraises de 8 sont impossible à casser avec cette machine, et dans du bois)

Dans l'érable, j'ai très peu de nœuds, mais ça peut passer de mi-dur à très dur d'une planche à l'autre, le poids de la planche peut varier du simple au double sur du bois à 12% d'humidité (une planche d'érable formatée à 350x150x21 pèse de 600gr à 1250gr)

Il faut trouver un compromis vu que la CNC ne sais pas changer toute seule de vitesse d'avance et de rotation en fonction de la dureté et que les programmes d'usinage ne tiennent aucun compte du sens des fibres. Je n'ai qu'un seul programme pour faire un modèle de pièce, avec des paramètres basés sur une pièce "dure", donc en principe ça passe pour les plus tendres, mais parfois j'ai des surprises !! J'ai toutefois la possibilité de réduire les vitesses de déplacement de tout le programme par un "potar" à l'écran, ce que je fais si je vois que ça résiste vraiment trop.

Par contre il est vrai que c'est bien plus compliqué de faire un programme qui donne un bon résultat dans du bois massif que dans du métal, en particulier à cause des problèmes d'éclatement ; on ne peut pas mettre un martyre à la sortie de la fraise comme sur une toupie, il faut donc ruser.

La chaleur est aussi un problème, après 45 min d'ébauche la pièce chauffe pas mal si c'est dur .... et le bois se déforme pendant l'usinage ; il m'est arrivé de constater une rétraction de 1mm sur la largeur de 150 en moins de 30 min d'usinage, puis la pièce reprend 0.6 ou 0.8 mm après avoir refroidi ... pas simple quand la plupart de mes tolérances sont de l'ordre de 0.1mm ... et sur des pièces très fragiles.

C'est surtout gênant en ébauche, ou on doit débiter un max de copeaux à la minute ; en finition avec des petites fraises, je suis forcément bas en V de coupe, la Kress ne tournant qu'à 25000 tr maxi (les broches plus rapides sont très couteuses et inutilisables pour l'ébauche avec de "grosses" fraises)

++
David

Salut,

Voici un petit utilitaire sous Excel pour les calculs de Vitesses de rotation et d'avance en usinage.



Les zones vertes à fond noir sont éditables

Les 4 en dessous de "calculateur" permettent de rentrer le Ø de l'outil, la vitesse de coupe souhaitée (Vc), le nombre de dents (Z) et l'avance par dent (Fz) souhaitée.

On obtient le résultat en vitesse de rotation et avance dans les 2 cases du dessous.

A droite, les 2 zones éditables rotation et avance permettent d'entrer directement une V de rotation ou/et d'avance. Lorsque l'on change une des valeur, la nouvelle vitesse de coupe ou d'avance par dent est calculée (case en dessous), lorsque l'on clique sur SET en face de la valeur de rotation ou d'avance, la valeur est transférée à gauche et les paramètres sont recalculés en conséquence.

Je me sert souvent de la partie droite sur ma Z1, car le nb de vitesses d'avance et de rotation et limité, je m'en sert aussi dans le bois, car il est impossible d'atteindre les V de coupe conseillées ; je fixe donc la V de rot (à droite) l'avance par dent (à gauche) et je détermine la V d'avance en conséquence en vérifiant que la V de coupe ne descende pas trop bas sinon ça ne coupe plus rien et en tentant de conserver une avance par dent correcte ; trop tu casse la fraise, pas assez ça broute, ça chauffe et dans l'alu ça casse par bourrage des goujures.

Le reste, en dehors du tableau, c'est un aide mémoire pour les V de coupe dans divers matériaux, attention c'est indicatif, à adapter en fonction des conditions d'usinage (rigidité de la machine, longueur de la fraise, à sec ou avec lubrification ...)

Attention, rien que pour l'alu il peut y avoir d'énormes variations entre un alu "aviation" et du "99%" bien mou (de 150 à 700 m/min au carbure) et ce qui passe bien sur une machine peut poser problème sur une autre, généralement par manque de rigidité de la machine ou du montage de la pièce. Dans ce cas il est préférable de conserver les paramètres de coupe corrects et de jouer sur la profondeur de passe ou la manière de s'y prendre pour faire l'usinage. Si ça vibre, c'est pas bon ...

Ça peut bien sur servir aussi en tournage pour les V de rotation en remplaçant le Ø outil par le Ø de la pièce.

téléchargement de la V2 ici

++
David

Bonjour David

Super ton petit calculateur de rotation et d'avance.
Merci !!!!!!!

Amicalement
chado

Et bien David, c'est ce que je cherchais pour ma compréhension de BamCam, déjà ton calculateur est dans mes dossiers Excel, mais en plus tes quelques explications complètent ceux que j'ai déjà reçu.
Merci
Patrick.

Salut

Merci pour tout ces précisions et les fichiers en partage!
Encore un truc a étudier en profondeur...je crois qu'on en apprends chaque jour dans le monde de la CN.
@+

Oui Julio, c'est ça MB!
Patrick.

Bonjour à tous,
Je suis en plein dans ces calculs pour mes premiers essais dans l'alu avec ma nouvelle bécane..
Il y a quelques points que je trouve encore assez sombres, notamment la Fz...  
Comme ici par exemple:


Pour avoir Fz, il faut connaitre Fc, mais pour ça il faut rentrer la valeur de Fz!

Bon j'ai bien trouvé quelques pistes, mais ça n'est pas très clair...
Autre chose, comment faite vous pour connaitre le profondeur de passe, est elle empirique et dépend elle uniquement des capacités de la machine?

Salut JP,

Tu ne calcul pas Fz (l'avance par dents), tu la définie en fonction des abaques constructeur (métal) ou de ton pifomètre (bois) ... de même que Vc (vitesse de coupe).

La première formule te permet de calculer la vitesse d'avance en fonction de la V de rotation, du nb de dents et de l'avance par dents.

la deuxième fait l'inverse ; elle te permet de connaitre quelle serait ton avance / dents pour une vitesse d'avance donnée, une V de rotation et un nombre de dents.

C'est la première formule qui est utile ; la 2ieme ne sert que pour connaitre ton avance / dents SI tu ne peux pas utiliser les paramètres calculés à cause d'une limitation de la machine. (ce n'est donc qu'un contrôle)

En général, pour le bois, avec une passe importante (= 0.5x à 1.5x le Ø de la fraise) je prends une avance / dents (Fz) de 1/100 à 1/50 du Ø de la fraise.
(si tu prends une grosse passe, tu réduit Fz et inversement)

Dans l'alu, ce serait plutot 1/100 du Ø de la fraise pour Fz, voir moins pour les petits Ø.

Pour Vc (vitesse de coupe), je prends entre 150 et 500 m/min maxi avec les fraises de méca (dans le bois) ; avec de vraies fraises à bois on peut monter à + de 1000 m/min.

Autre chose, comment faite vous pour connaitre le profondeur de passe, est elle empirique et dépend elle uniquement des capacités de la machine?

Oui, c'est souvent la machine qui va limiter la prof de passe (vibrations/puissance broche) ; dans le métal, en rainurage, on ne dépasse pas 0.5x le Ø de la fraise ... la aussi comme pour le reste, il faut adapter en fonction des réactions de la machine.

Un exemple, si tu prend mon calculateur et en supposant l'outil suivant: fraise Ø 5 carbure à 1 dent dans un alu genre 2017 (AU4G)

Les abaques donnent une Vc de 300 m/min (pour l'industrie, c.a.d rendement maxi et arrosage intensif). Pour un usage amateur tu peux réduire de 20%, et si tu ne lubrifie pas, tu peux encore réduire de 20%, soit 40% au total, ce qui nous donne une Vc de 180 m/min pour un usinage "cool" avec usure mini des outils.

Sur mon fichier Excel, tu rentre 5 dans la case Ø outil (colonne calculateur), 180 dans la case V(m/min), 1 dans la case Z (Nombre de dents) et pour une avance par dent de 1/100 du Ø de la fraise, tu rentre 0.05 dans la case Av/Dent.

Tu obtiendra les résultats suivants dans les cases rotation et avance: 12720 Tr/min et 636 mm/min.

Pour la vitesse d'avance en plongée (dans Cambam), pour l'alu, je prends dans les 50 mm/min ; si on plonge trop vite, ça vibre ou ça casse. Si la fraise est vraiment petite ( Ø2 et moins ou fraise à graver pointue) tu peux même encore diviser par 2 la V de plongée.

Dans le bois, je prends environ 600 mm/min en plongée

++
David

Bonsoir David,
Comme je le disait, tout ça reste quand même un peu empirique!
J'ai donc fait mes premiers essais dans l'alu avec les paramètres suivants, et pour une fraise carbure deux dents revêtues :
Vitesse d'avance 400mm/min
Vitesse de plongée 60mm/min
incrément de passe 1mm.
D'après mes calculs et de ce que tu viens de dire, je vais essayer une Vitesse d'avance de 600mm/min, je garde 60mm/min en plongée, mais en spirale, et je vais essayer de doubler les profondeurs de passe.
JPaul

Re

Quels Ø et V de rotation ?

++
David

Au temps pour moi!
Ø6 pour 16000tr/min.
Voici le premier résultat:


On en reparle sur l'autre fil...

Salut,

Il m'a l'air très bien cet usinage

++
David

Ah bon ???

le voici d'une autre manière ...

(message précédant édité - virus dans lien)

++
michel be

Ce lien donne sur un PDF bien utile pour sélectionner Fz et y appliquer les corrections en fonction de la prof de passe (en bas de page) pour les fraise carbure monobloc.

http://www.metiers-et-passions.com/waroot/METP/fr_FR/attachments/Ficheconseil/1926_Fraisescarbure01.pdf

++
David

Bonjour à tous les deux,
Et merci pour les PDF!
J'avoue que quand je tombe sur une page avec des downloads qui clignotes de partout, je m'abstiens... de plus, j'ai bien eu un message d'alerte.
Bien, je vais imprimer tout ça pour les mettre dans le classeur de l'atelier!
@+
JPaul

Merci Michel et JP pour les liens, c'est déjà mis dans mes archives cnc et je pense que les deux pdf seront bien utiles. Je n'ai pas eu de problèmes pour télécharger le pdf de Michel avec le premier lien.
Patrick.

Salut,

Voici une version modifiée qui permet en plus de déterminer la puissance et le couple nécessaire à un usinage.



Utilisez la partie du haut en premier afin de calculer la vitesse de rotation (N) et l'avance (F) en fonction de Vc (vitesse de coupe), Z (nb de dents), Fz (avance/dent) et diamètre de l'outil.

Les valeurs d'avance et de rotation sont alors copiées dans la partie calcul de puissance/couple.

Renseignez alors le 3 autres cases noires ; profondeur de passe (Ap), largeur de passe (Ae), et force de coupe spécifique pour le matériaux (Kc) en DaN/mm². (voir tableau en dessous)

Vous obtiendrez une indication de puissance à la broche et de puissance au moteur nécessaire pour l'usinage (rendement = 0.7 ici) , ainsi que la valeur du couple à la broche requis.

++
David

diomedea a écrit:Au temps pour moi!
Ø6 pour 16000tr/min.
Voici le premier résultat:


On en reparle sur l'autre fil...

c'est super beau !
C'est quoi ?

/ Fragaria

Bonjour fragaria,
C'est un collier pour maintenir le câble de la broche de ma CNC (voir ici)

++
JP