Préparation de Production en Productique Mécanique - Étude de Fabrication et Analyse d'Usinage (3PM-EFAU)

Lors d'un usinage par enlèvement de matière l'arrête de l'outil pénètre dans la pièce et enlève le copeau, qui est le résultat de plusieurs actions mécaniques complexes :

• la compression de la matière sur la face d'attaque,

• le cisaillement dynamique du copeau suivant le plan de cisaillement,

• l'écoulement du copeau.

L'outil suit une trajectoire par rapport à la pièce à usiner, ses mouvements étant assurés par les éléments constitutifs de la machine-outil. Le frottement du copeau sur la face de coupe et celui de la pièce sur la face de dépouille provoquent une élévation importante de la température qui peut entraîner une fusion locale du copeau.

Remarque : Ce phénomène peut conduire à l'adhérence du copeau sur la face de coupe (copeau adhérent).

Les principaux facteurs influençant la formation du copeau et l'état des surfaces usinées sont :

• la vitesse de coupe ( ^[1])  ; si ce paramètre augmente la rugosité de la surface diminue,

• la profondeur de passe ( ),

• la vitesse d'avance ( ^[2]),

• la géométrie de l'outil et son rayon de bec,

• la durée de vie de l'outil,

• les matériaux de l'outil et de la pièce,

• la lubrification.

L'obtention d'un travail satisfaisant (bon état de la surface usinée, rapidité de l'usinage, usure modérée de l'outil,...) nécessite un bon choix et réglage des paramètres de la coupe. Plusieurs critères permettant de définir ces paramètres sont a considérer dans ce contexte. Le schéma illustré ci-après représente un copeau en cours de formation. On observe que :

• l'épaisseur du copeau ( ) est supérieure à la profondeur de passe ,

• les fibres du copeau sont orientées suivant une même direction,

• la face du copeau en contact avec la surface de coupe est lisse alors que l'autre est rugueuse.

Un paramètre important à définir dans ce contexte est le rapport de coupe qui représente le rapport entre l'avance et l'épaisseur du copeau.