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Pratique
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Quelques définitions
La vitesse de coupe
C'est la vitesse à laquelle la lame de l'outil attaque la pièce. Pour une même vitesse de rotation, la vitesse de coupe augmente avec le diamètre de l'outil. C'est pour celà que les outils de petit diamètre doivent tourner très vite. Une tête comportant un variateur de vitesse est absolument indispensable pour pouvoir ajuster cette vitesse. On exprime la vitesse de coupe généralement en mètres par minute. Par exemple, une fraise de 6mm de diamètre tournant à 15 000 tours minutes aura une vitesse de coupe de :
Cette vitesse de coupe dépend de trois choses :
La vitesse d'avance
C'est la vitesse à laquelle avance votre tête de fraisage. Elle s'exprime en métres par minute ou en cm par minute.
L'effort dépend de tous les paramètres de coupe, mais surtout du matériau usiné, l'acier étant de loin le plus difficile.
Nos machines 'amateur' de découpe n'étant pas des machines-outils, leur rigidité n'est pas très grande. Celà implique des risques de vibrations avec les matériaux rigides. D'autre part, la déformation liée à l'effort de coupe entraîne des imprécisions. La profondeur de coupe
Si les matériaux découpés sont relativement épais, on ne pourra pas les couper en une seule fois, il faudra effectuer plusieurs passes en descendant l'outil au fur et à mesure. Pour découper des panneaux en bois, par exemple, il est généralement déconseillé de dépasser le diamètre de la fraise comme profondeur de passe. Certaines fraises permettent un peu plus, mais soyez prudents, les fraises peuvent casser. Une plus grande profondeur augmente aussi les efforts de coupe.
Valeurs pratiques à utiliser
Coupe de balsa
... Coupe de bois massif et reconstitué
Diamètre de la fraise Rotation moyenne pour usiner le bois.(pour une vitesse d'avance de 300 à 1500 mm/min) Rotation maximum pour usiner le bois
En fait, vous êtes plus ou moins obligé de vous limiter car souvent votre vitesse d'avance ne sera pas suffisante. Dans le bois, la vitesse d'avance est en fait limitée par la capacité de votre machine en terme de rigidité. Si vous allez trop vite, au moment de l'arrêt, il y a un phénomène de 'détente' mécanique qui va modifier les trajectoires. La poutre de la machine se tord sous l'effort et les courroies s'allongent. Quand le mouvement s'arrête, l'ensemble revient en place.
Attention les chiffres ci-dessus sont des estimations. Surveillez votre machine et utilisez votre jugement !
Coupe de dépron, polystyrène, PVC extrudé, ABS thermoformable
... Ces matériaux peuvent être classés comme tendre. sachant que le plastique ne réagit comme aucune autre matière. Prenons l'exemple d'un ABS thermoformable tel que les plastiques de carrosserie de l'automobile. Ep= 2 à 4mm. la coupe dépend: du type de plastique:
du type d'outillage qui maintient la pièce.
Le plastique a la très fâcheuse tendance à vibrer. Surtout quand la pièce est mal maintenue.
du type d'usinage à effectuer autant en usinage pur qu'en terme de trajectoire
du type de fraise qui le plus souvent s'avère être du spécifique.
(bien que là encore, d'une fraise à l'autre la coupe diffère du tout au tout)
Ne perdons pas de vue que l'évacuation du copeau joue un grand rôle dans la qualité de la découpe. Ce qui peut nous amener à créer un passage pour l'évacuation des copeaux dans certains cas. Généralement on préfère un diamètre de fraise de 6mm (standard)
Fraise au carbure.
Avec une denture droite 1 lèvre (coût limité car standard). < 10euros/pcs (THOMAS, DIXI, OTELO, etc.)
Voir 2 lèvres qui de plus est mieux équilibrée. > 15euros/pcs minimum
Toujours garder à l'esprit que l'angle de dépouille de l'arête coupante(angle en contre dépouille, au dos de l'outil, qui empêche la matière d'adhérer à l'outil de coupe) ainsi que la "cuillère" (le creux qui crée le copeaux) auront une importance capitale quand à la qualité de coupe obtenue.
L'outil ayant la part de "responsabilité" la plus importante dans la qualité de la découpe, plus que les réglages de vitesse d'avance et de rotation de broche. Même avec de très bon réglages, un outil inadapté n'aura pour effet que "d'arracher" la matière. Seul des essais permettront de trouver la fraise adaptée à la mâtière. (anecdote: j'ai vu plus de 10 représentants qui chacun avaient de l'outillage spécifique adapté au plastique. Plastique de toute nature et thermoformable. Environ 40 heures d'essais pour plus de 70 fraises. Seul le type de denture, l'angle de contre dépouille et la "cuillère" changeaient. Et bien au final, un seul d'entre eux avait l'outil adéquat. Tout le reste était de l'ordre du catastrophique!!!)
La longueur de l'outil dépendra essentiellement de l'accessibilité de la coupe par rapport au nez de broche. Préférez une longueur 70mm pour une dent de longueur [25;30]mmm. De cette sorte vous pourrez varier la plage de découpe sur l'outil soit en jouant physiquement sur l'outilou bien en modifiant la longueur d'outil dans les déclarations. Avec les plastiques tendres qui la plupart du temps sont fins il faut avoir une rotation de broche la plus élevée possible avec une avance qui dépendra presque uniquement de l'état de surface de la coupe recherchée. Bien entendu, la vitesse d'avance dépendra de la rotation de broche. Il est recommandé de tourner trop vite et d'avancer trop lentement, que l'inverse. Il y a risque d'arrachement de la matière.
Ici aussi on recherche le copeau mais le plus fin possible.
Ainsi l'on évite le phénomène de denture sur l'arête de coupe de la matière. Le pas de denture sur la coupe est liée à un mauvais rapport entre la vitesse d'avance et la vitesse de rotation de l'outil. Dans ce cas il faut augmenter la rotation ou diminuer l'avance. Si l'on est vraiment limité par la machine, on s'oriente alors sur une lèvre supplémentaire. D'une on passe à 2 lèvres par exemple.
# Avec les plastiques plus durs, on a tendance à se rapprocher, dans l'esprit, de la découpe des métaux, surtout en terme d'outillage.
Disons clairement que l'on peut utiliser les même outils, à la différence près que l'on tourne et avance beaucoup plus vite et surtout que l'on est presque pas limité par la profondeur de passe. Par exemple pour un surfaçage d'un bloc de téflon, on peut prendre la même profondeur de passe que la hauteur de dent de la fraise. voir même 3, 4 mm de plus pour une vitesse de rotation de broche la plus élevée et l'avance la plus élevée excepté en G0. Coupe de métal
... Valeurs pratiques en modélisme
- Données fournies par Gérard Chenivesse, modéliste professionnel - Pour découper en général il faut prendre une fraise dont la partie taillée correspond à l'épaisseur de la plaque à découper.
Pour le contreplaqué, il faut limiter un peu ces valeurs. J'utilise des fraises carbure 2 dents de chez Otelo, réf 22 554 008 pour le Ø0.8 mais limitées à 1,5 de profondeur (j'utilise ce type jusqu'à 0,5mm surtout pour de la gravure sur plexi, le 0.6 étant largement utilisé pour les découpes de polystyrène choc de 0,5 à 1,5 d'épais), sinon je passe à la référence 22 055 080 pour de la découpe profondeur jusqu'à 2mm.
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