Document ressource - Usure des outils de coupe

Le volume horaire de production Q varie de façon inverse au temps d'usinage, il augmente donc lorsque la vitesse de coupe augmente. Néanmoins, si l'on augmente très fortement cette vitesse, l'usure de l'outil devenant très rapide, il sera alors nécessaire d'interrompre fréquemment l'usinage pour le remplacement de l'arête, et le gain de temps-copeaux sera alors neutralisé par la perte de temps pour ce remplacement. La surface Q = f(V_c, f) représentée sur la Fig.7 montre que la valeur maximale du volume horaire croit lorsque l’avance augmente.

Le volume horaire maximal est alors obtenu pour la valeur maximale possible de l'avance.

Pour une avance donnée le volume horaire est maximal pour la vitesse de coupe V_q. Le choix de cette vitesse de coupe, dans une fabrication en série, conduit à la plus grande production, mais pour un coût de fabrication plus élevé que celui donné par la vitesse économique.

Fig.7.Volume de production horaire en fonction de la vitesse de coupe.

Vitesse et durée effectives de coupe de production maximale

Le temps total d'usinage d'une pièce est donné par :

\( TU = t_u + t_c \frac{t_u}{T} + t_a \) (en minutes)

avec 

• t_u : temps d'usinage (temps copeaux)
• \( t_c\frac{t_u}{T} \) : temps de changement d'arête rapporté à une pièce
  
• t_a : temps annexe par pièce (montage, démontage,...)

Le volume horaire de production exprimé en nombre de pièces par heure est alors donné par :

Q = 60 / TU (pièces par heure)

Le volume horaire Q sera maximal pour la valeur V_q de la vitesse de coupe solution de l'équation différentielle :

\( \frac{\partial Q}{\partial V_c} = 0 \) pour a_p = a_p1 et f=f₁

soit  

\( V_q = \left \lbrack \frac{C_v}{(-n-1)t_c}\right \rbrack ^{-1/n} \)

avec \( C_v = K a_{p1}^lf_1^m \)

La durée effective de coupe correspondante est :

\( T_q = (-n-1)t_c \)

Comme pour la valeur de la durée économique T_ec, la valeur de durée de production maximale T_q est indépendante de la constante C_v ; elle n'est donc pas, en première approximation, fonction du matériau usiné, ni de la géométrie du copeau.

Par contre, T_q dépend de l'exposant n du modèle de Taylor c'est-à-dire du matériau outil. Elle dépend aussi du temps de changement d'arête t_c.