Choix d'un outil de tournage
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Tous mes remerciements à
M. Taillandier et
à la société Sandvik
Coromant, chez qui j'ai effectué un stage du
Cerpet de très
grande qualité. Un clin d'œil à Joss, spécialiste Projets chez Sandvik et
collègue de promo lors de mes études à Orléans.
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Sandvik Coromant, pourquoi ce nom ?
La société Sandvik Coromant est une société suédoise dont le siège est
situé à
Sandviken au nord-ouest de Stockholm. Le nom "Sandviken" signifie en suédois "Cette baie de sable".
Le mot Coromant est la contraction de deux mots CORONA qui en suédois signifie couronne, et DIAMANT
matériau utilisé par la société Sandvik pour fabriquer certains de ses outils.
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Remarque :
la Suède, splendide (en été...).
Choix d'outil
Sources Sandvik Coromant
Les surfaces rouges sont usinées.
Le matériau à usiner est de l'acier XC38.
La rugosité à obtenir est de Ra=3.2 µm.
Précisions
Les caractéristiques mécaniques de la machine sont les suivantes :
Puissance de la broche 10 kW. Vcc de 100 à 4000 tr/mn
Vf maxi 1000 mm/mn
Tourelle porte-outils arrière :
Hauteur du porte plaquette 16 mm
Largeur du porte plaquette 16 mm
Longueur maxi du porte plaquette 150 mm
Les outils sont à gauche.
1 – Définir les usinages à effectuer (usinage extérieur ou
intérieur)
2 – Définir les types d'opérations à réaliser et les portes outils à
utiliser (angle d'attaque de l'usinage).
3 – Définir le type de porte plaquette.
4 – Définir le type de plaquette à utiliser ainsi que sa nuance.
5 - Définition et vérification des conditions de coupe (optionnel)
Code couleur bleu = ébauche, rouge = finition
Remarque : l'explication suivante est réalisée à l'aide du catalogue
des outils de tournage 2002.
1 – Définir les types d'usinages :
Ce sont des usinages extérieurs.
On prendra des outils CoroTurn RC pour le chariotage et Coro Turn 107 à plaquettes positives
pour le profilage (pages A2).
Remarque
: le CoroTurn RC a un problème de taille (page 110) on
constatera que la section mini de cet outil est de 20x20. Il
ne peut pas se monter sur la tourelle. A défaut, on
choisira un outil T-MAX P.
La forme
de la plaquette sera de type C 80°pour le T-MAX P et V 35° pour le Coro Turn
107(page A4)
2 – Définir les types d'opérations
à réaliser et les portes-outils à utiliser (angle d'attaque de l'usinage).
Nous avons :
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Un profilage en finition avec un
angle d'attaque de 45°, nous utiliserons un outil de type SVJBL avec un
angle de direction d'arête de 93° et un angle d'attaque qui correspond
à ce que l'on veut faire.
(plus d'info page A137). |
 
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3 – Dimensionnement des portes
plaquettes.
En
ébauche :
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On
prendra un porte outil de type PCLNL avec deux angles de direction d'arête
de 95° (plus d'information page A114) avec une plaquette de type C (pages A52 à A54)
PCLNL
1616H09
Remarque : plusieurs choix sont possibles, mais la plaquette de 9
mm permet une profondeur de passe ap = 3.5 mm ce qui est suffisant. (Cf
justification)
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Rappel de la signification :
| P |
fixation par trou central |
| C |
plaquette 80° |
| L |
Kr = 95° (2 fois) |
| N |
Angle de dépouille = 0° |
| L |
direction de coupe à gauche (imposé) |
| 16 |
hauteur de queue 16 mm (imposé) |
| 16 |
largeur de queue 16 mm (imposé) |
| H |
longueur de l'outil 100 mm |
| 09 |
longueur d'arête
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Justification :
Cet outil peut travailler dans plusieurs directions, il
peut dresser et charioter les surfaces que l'on souhaite réaliser.
Il reste à définir l'engagement arrière (profondeur de passe) de la
plaquette, ap, pour connaître la longueur d'arête. Le dessin de définition précise
que la prise de passe maxi sur l'épaulement est de 2 mm.
L'engagement maxi de
ce type de plaquette est de 2/3 de sa longueur (page A339), il nous faut donc une plaquette ayant une longueur d'arête minimum de  = 3 mm.
La plus petite longueur de plaquette existant fait 9 mm, elle suffira
largement.
En finition :
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On prendra un porte outil
avec une plaquette de type V qui permettra l'attaque de la gorge de 45°(pages A52 à A54)
SVJBL 1616 H
Remarque : deux choix sont possibles, mais avec des longueurs
d'arête identiques. L'outil est un SVJBR 1616H11. |
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Rappel de la signification :
| S |
fixation par vis |
| V |
plaquette
35° |
| J |
Kr = 93° |
| B |
Angle de dépouille = 5° |
| L |
direction de coupe à gauche (imposé) |
| 16 |
hauteur de queue 16 mm (imposé) |
| 16 |
largeur de queue 16 mm (imposé) |
| H |
longueur de l'outil 100 mm |
| 11 |
longueur d'arête
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Justification :
Cet outil possède un angle d'attaque de 50°, il
pourra donc réaliser l'attaque de 45°. Kr = 93° et permettra d'obtenir le
chariotage et le dressage.
Il reste à définir l'engagement arrière (profondeur de passe) de la
plaquette ap pour connaître la longueur de l'arête. Le dessin de définition
précise que le Ø de la gorge est de 10 mm. L'engagement maxi de ce type de
plaquette est de 1/4 de sa longueur (page A339), il nous faut donc une plaquette
ayant une longueur d'arête minimum de 1 x 4 = 4 mm.
La plus petite longueur de plaquette existant fait 11mm, elle suffira
donc largement.
4 – Choix des plaquettes (page A8) :
On choisira les
nuances de base GC4025 pour l'ébauche et GC4015 pour la finition.
Justification
: ces nuances de
plaquette pour acier sont un bon compromis entre la résistance à l'usure et la
ténacité. On prendra des plaquettes positives car elles suffisent largement
pour nos usinages.
Opération ébauche
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Portes-outils :
PCLNL 16 16 H 09 (page A114)
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Nuance : |
Plaquettes :
CCMT 09 T3 08-PR
(page A54)
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GC4025
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Catalogue
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Plaquette d'ébauche rappel de la désignation (page A10):
| C |
Forme de plaquette (80°) |
| C |
Angle de dépouille = 0° |
| M |
Classe de tolérance sur l'arête et le diamètre tangent inscrit dans la
plaquette. |
| T |
Type de plaquette |
| 09 |
Longueur d'arête (9.525 mm) |
| T3 |
Epaisseur
de la plaquette |
| 08 |
Rayon
de bec en mm |
| P |
Spécification
constructeur ISO P |
| R |
Spécification
constructeur ébauche
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Opération de finition
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Porte-outil :
SVJBL 16 16 H 11 (page A137)
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Nuance |
Plaquette :
VBMT11 03 04-PF (page A66)
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GC4015
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Catalogue
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Plaquette de finition rappel de la désignation (page A10):
| V |
Forme de plaquette (80°) |
| B |
Angle de dépouille = 0° |
| M |
Classe de tolérance sur l'arête et le diamètre tangent inscrit dans la plaquette. |
| T |
Type de plaquette |
| 11 |
Longueur d'arête (6.35 mm) |
| 03 |
Épaisseur
de la plaquette |
| 04 |
Rayon
de bec en mm |
| P |
Spécification constructeur ISO P acier |
| F |
Spécification constructeur finition. |
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5 - Définition des conditions de
coupe :
Choix de Vc et f :
Nous avons de l'acier XC38 soit un acier au carbone non allié avec 0.38% de
carbone.
Le CMC
(Coromant Material
Classification) sera : 02.1
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En
ébauche, nous choisirons une plaquette CCMT 09 T3 08-PR de nuance
GC4025
(GC
= Gamma Coating) (page A309)
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Pour un acier non allié C = 0.25-0.55% et une plaquette CCMT 09
T3 08-PR de nuance GC4025, 3 couples (Vc, f) sont donnés (pages
A320-A321):
Vc = 430 m/mn; f = 0.1mm/tr
Vc = 290 m/mn; f = 0.4 mm/tr
Vc = 205 m/mn; f = 0.8 mm/tr
On choisira les
conditions de coupe suivantes : ap = 1 mm, f = 0.3, Vc = 300 m/mn
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En finition, nous choisirons
une plaquette VBMT11 03 04-PF de nuance GC4015 (page A318):
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Pour un acier non allié CMC 01.2 et une plaquette VBMT11
03 04-PF de nuance GC4015, 3 couples (Vc, f) sont donnés (pages
A320-A321):
Vc = 485 m/mn; f = 0.1mm/tr
Vc = 350 m/mn; f = 0.4 mm/tr
Vc = 255 m/mn; f = 0.8 mm/tr |
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La rugosité à obtenir sur la pièce (surface 2) est de Ra = 3.2µm
(Rt de 15µm).
Une avance de 0.2 mm/tr et un rayon de bec re = 0.4 mm permettent
d'obtenir un Ra = 2.50 µm ce qui convient (page A345).
On choisira les conditions de coupe suivantes :
f = 0.2 mm/tr on adaptera la vitesse de coupe à 400 m/mn |
6 - Validation des conditions de
coupe :
Vérification de la puissance nécessaire
Nous avons de l'acier XC38 soit un acier au carbone
non allié avec 0.38% de carbone. Ce qui donne une pression spécifique de coupe
kc = 2100 N/mm² (page A320-A321).
{P}= {F}.{V } la puissance nécessaire est égale au commoment des
torseurs statique et cinématique
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{F} =
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{V }=
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d'où P = Fc.Vc + Ff.Vf.
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Le terme Ff.Vf est très petit devant Fc.Vc on peut donc le négliger
dans les calculs sans risque d'erreur d'où le calcul de la puissance qui se limite à la formule P =
Fc.Vc.
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Fc = Kc . f . ap |
Kc pression spécifique de coupe en N/mm²;
f, avance, en mm; ap, engagement arrière mesuré dans Pp (profondeur de passe, en mm) F
est en N.
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La formule de la puissance devient en respectant les unités : |
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(Vc en m/mn; 60 pour transformer les minutes en secondes et 1000 pour
transformer les watts en kilowatts).
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Dans notre cas : |
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= 3.15 Kw.
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La puissance à la broche est donc suffisante.
La vérification
est inutile en finition, car la puissance demandée à la broche est moindre
qu'en ébauche.
Durée de vie
de la plaquette :
La durée de vie de la plaquette est de 15 minutes (constante).
On peut accélérer l'usinage ou le faire durer; en l'accélérant la
durée de vie de la plaquette sera réduite, au contraire, si on réduit les
conditions de coupe, sa durée de vie sera allongée.
Pour doubler la durée de vie de la plaquette, il faudrait appliquer un
facteur de correction de 0.87, ce qui donne une vitesse de coupe de 261 m/mn.
(page A332)
L'utilisation du Coroguide ne présente pas de
difficulté particulière. Je vous invite à vous rendre
directement sur le site de Sandvik Coromant où le logiciel
est en ligne.
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