Mathématiques de l'atelier d'usinage - Formules et stratégies courantes

Les mathématiques de l'atelier d'usinage sont une considération importante pour les programmeurs CNC et les machinistes.

L'un des problèmes les plus courants que j'ai rencontrés au cours de mes années dans l'atelier d'usinage est un manque général d'informations facilement disponibles et pratiques sur les mathématiques de l'atelier d'usinage - en particulier sur les avances, les vitesses et les formules associées.

Que vous programmiez une machine CNC à 5 axes ou que vous tourniez des poignées sur une fraise à genou de 60 ans, les chiffres ne mentent pas. Cependant, une leçon très importante que j'ai apprise est de respecter les variables. Toute formule courante que vous allez utiliser dans l'atelier d'usinage vous fournira les informations dont vous avez besoin pour aborder la coupe de manière appropriée, mais n'oubliez pas de toujours considérer ce nombre comme un point de départ. Il y a un nombre incommensurable de variables avec n'importe quelle coupe, jusqu'aux conditions atmosphériques dans le magasin. Les fabricants d'outils vous fourniront des nombres suggérés, qu'il s'agisse de pieds de surface par minute, de charge de copeaux par dent, de tours par minute, de pouces par minute ou toute combinaison de ceux-ci et plus encore. Tout cela peut devenir très déroutant et accablant, mais ne m'abandonnez pas maintenant. J'espère que cet article pourra vous servir d'informations de référence pour vous et votre boutique, et j'espère que je pourrai vous donner un sens.

Comme vous pouvez le voir dans les formules ci-dessus, pour calculer l'une d'entre elles, vous devez déjà connaître certaines des autres données à saisir. C'est là qu'interviennent les fabricants d'outillage. Ils peuvent vous fournir des informations sur leurs outils et applications spécifiques. Cependant, il y a quelques informations de base basées sur le matériau que vous coupez que je vais vous fournir tout de suite. Gardez à l'esprit que ce sont des points de départ, le meilleur juge sera vos yeux et vos oreilles. Voici une liste de SFPM suggérés pour les matériaux courants :

Mathématiques d'atelier d'usinage - SFPM pour les matériaux courants :

Supposons donc que nous utilisons une fraise en bout en carbure monobloc de 0,500 po pour couper l'aluminium. En regardant notre tableau, le SFPM suggéré est de 800. Afin de déterminer notre RPM suggéré, nous utilisons la formule ci-dessus SFPM x 3,82 / Diamètre de l'outil :

Je vais vous donner un autre exemple, cette fois avec un outil nettement plus petit. Nous allons utiliser le même matériau mais cette fois avec une fraise en carbure monobloc de 0,125".

Vous pouvez clairement voir où le diamètre de l'outil modifie radicalement les paramètres suggérés et où une broche à vitesse de rotation élevée est un facteur précieux. Ce tableau peut être utilisé pour ces matériaux courants, mais le fabricant des outils que vous choisissez disposera très probablement d'informations spécifiques sur les outils que vous avez achetés, qui doivent toujours être utilisés lorsqu'ils sont disponibles.

es-tu encore avec moi? Je sais, tu as l'impression d'être de nouveau en algèbre au lycée. Tous ces chiffres auront plus de sens lorsque vous commencerez à les appliquer aux travaux de VOTRE magasin sur VOTRE machine, jusque-là restez avec moi ! Je promets que cela vaudra votre temps. Nous allons passer aux pouces par minute .

Si vous faites référence à la formule ci-dessus Taux d'alimentation (pouces par minute) =RPM x Charge de copeaux par dent x Nombre de cannelures vous voyez que pour calculer cela, vous avez besoin d'informations sur l'outil. La charge de copeaux par dent est la quantité de matière qu'une dent, ou flûte, de l'outil enlève en un tour. La plupart des fabricants d'outils proposent des informations sur la charge des copeaux, mais vous pouvez également utiliser vos propres connaissances et votre expertise pour faire une suggestion.

Dans cet exemple, nous allons utiliser une fraise en bout en carbure monobloc de 0,500 po avec trois cannelures pour couper l'aluminium. Puisque nous savons déjà depuis le premier exemple que le RPM suggéré est de 6 112, tout ce dont nous avons besoin est la charge de copeaux par dent. Le fabricant suggère une charge de copeaux de 0,005" par dent sur cet outil, nous avons donc toutes les informations dont nous avons besoin pour calculer notre vitesse d'avance.

Voir? Ce n'est pas aussi déroutant qu'il y paraît. Cependant, c'est là que certaines variables entrent en jeu. Une considération sérieuse doit être faite pour le type de coupe que vous effectuez. Si vous fraisez une fente avec un engagement total de l'outil, vous devez être plus conservateur. Cependant, si vous utilisez une stratégie dynamique (comme discuté dans un autre article de blog), vous pourriez potentiellement être plus agressif. Comme je l'ai dit au début, ces chiffres sont des points de départ.

Enfin, nous verrons comment calculer la charge de copeaux par dent . Il s'agit d'une formule utile à la fois pour préparer une coupe ou pour programmer et analyser une coupe existante. Vous pouvez facilement consulter votre programme tout en essayant d'optimiser l'état de surface, le temps de cycle ou la durée de vie de l'outil et ce sera un bon indicateur de l'utilisation appropriée de l'outil.

Disons que nous exécutons ce dernier exemple à 4 000 tr/min au lieu des 6 112 suggérés. Nous l'avons également exécuté à 120 IPM plutôt qu'à 91,68 IPM. Nos résultats n'étaient pas excellents et le contrôle qualité veut des réponses… MAINTENANT ! Alors, vérifions les chiffres !

C'est le double de la suggestion du fabricant, donc un très bon endroit pour commencer à chercher des problèmes. En utilisant la formule que vous maîtrisez maintenant, vous savez que vous devez soit réduire votre vitesse d'alimentation, soit augmenter votre régime pour répondre aux exigences.

Maintenant que vous êtes armé d'une compréhension de base de ces formules et que vous savez qu'AUCUN de cela n'est gravé dans le marbre, vous êtes prêt à commencer à l'appliquer à votre travail quotidien. Vous serez étonné de la rapidité avec laquelle vous n'aurez pas besoin de référencer des graphiques ou des sites Web pour avoir confiance en vos chiffres et le travail de programmation d'une machine CNC très coûteuse deviendra un peu moins stressant. Accéder au guide des vitesses et flux