Mathématiques essentielles d'atelier : Formules et stratégies clés pour usinage CNC et traditionnel

Les mathématiques d'atelier sont une considération importante pour les programmeurs CNC et les usineurs.

L'un des problèmes les plus courants que j'ai vus dans mes années en atelier d'usinage est un manque général d'informations facilement accessibles et pratiques sur les mathématiques d'atelier – spécifiquement sur les avances, vitesses et formules associées.

Que vous programmiez une machine CNC 5 axes ou tourniez les manivelles sur un tour 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 en atelier vous fournira l'information dont vous avez besoin pour aborder la coupe de manière appropriée mais rappelez-vous de toujours traiter ce nombre comme un point de départ. Il y a un nombre incommensurable de variables avec toute coupe, jusqu'aux conditions atmosphériques dans l'atelier. Les fabricants d'outils vous fourniront des chiffres suggérés que ce soit pieds de surface par minute, charge de copeau par dent, tours par minute, pouces par minute ou toute combinaison de ceux-ci et plus. Tout cela peut devenir très confus et accablant mais n'abandonnez pas maintenant. J'espère que cet article peut servir d'information de référence pour vous et votre atelier, et j'espère pouvoir donner un sens à tout cela pour vous.

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

Mathématiques d'Atelier – VSPM pour Matériaux Courants :

Disons que nous utilisons une fraise en bout carbure monobloc de 0,500″ coupant de l'aluminium. En regardant notre tableau, le VSPM suggéré est 800. Pour déterminer notre RPM suggéré, nous utilisons la formule ci-dessus VSPM x 3.82 / Diamètre Outil :

Je vous donne un autre exemple, cette fois avec un outil significativement plus petit. Nous allons utiliser le même matériau mais cette fois avec une fraise en bout carbure monobloc de 0,125″.

Vous pouvez clairement voir où le diamètre de l'outil change drastiquement les paramètres suggérés, et où une broche à haut RPM est un facteur précieux. Ce tableau peut être utilisé pour ces matériaux courants cependant le fabricant des outils que vous choisissez aura très probablement des informations spécifiques sur les outils que vous avez achetés qui devraient toujours être utilisées quand disponibles.

Êtes-vous encore avec moi ? Je sais, vous avez l'impression d'être de retour en algèbre au lycée. Tous ces chiffres auront plus de sens quand vous commencerez à les appliquer à des travaux dans VOTRE atelier sur VOTRE machine, jusqu'alors restez avec moi ! Je promets que ça vaudra votre temps. Nous allons passer aux Pouces par Minute.

Si vous référencez la formule ci-dessus Taux d'avance (pouces par minute) = RPM x Charge de copeau par dent x Nombre de goujures vous voyez que pour calculer cela vous avez besoin d'informations d'outil. La Charge de copeau par dent est la quantité de matériau qu'une dent, ou goujure, de l'outil enlève en une révolution. La plupart des fabricants d'outils ont des informations de charge de copeau suggérées disponibles, mais vous pouvez aussi utiliser vos propres connaissances et expertise pour faire une suggestion.

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

Voyez ? Ce n'est pas aussi confus que ça en avait l'air. Cependant, c'est ici que certaines variables entrent en jeu. Une considération sérieuse doit être faite pour le type de coupe que vous effectuez. Si vous fraisez une rainure avec engagement complet 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.

Finalement, nous discuterons comment calculer la Charge de copeau par dent. C'est une formule utile pour la préparation d'une coupe ou la programmation et l'analyse d'une coupe existante. Vous pouvez facilement regarder votre programme en essayant d'optimiser soit la finition de surface, le temps de cycle, ou la durée de vie d'outil et ce sera un bon indicateur de bonne utilisation d'outil.

Disons que nous exécutons cet dernier exemple à 4 000 RPM au lieu des 6 112 suggérés. Nous l'avons aussi exécuté à 120 IPM plutôt que 91,68 IPM. Nos résultats n'étaient pas géniaux 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 avez maintenant maîtrisée, vous savez que vous devez soit baisser votre taux d'avance, soit monter votre RPM pour rencontrer les exigences.

Maintenant que vous êtes armé d'une compréhension de base de ces formules et de la connaissance que RIEN n'est gravé dans la pierre, vous êtes prêt à commencer à l'appliquer à votre travail quotidien. Vous serez étonné de la rapidité avec laquelle vous n'aurez plus besoin de référencer des tableaux ou sites web pour être confiant dans vos chiffres et le travail de programmer une machine CNC très chère deviendra un peu moins stressant. Accédez au Guide Vitesses & Avances