L'usinage de précision exige la maîtrise de deux paramètres cruciaux : la vitesse de coupe (Vc) et l'avance par dent (fz). Une mauvaise sélection de ces valeurs peut entraîner une usure prématurée de l'outil, une mauvaise qualité de la pièce et une perte de temps de production.
Vous travaillez avec des fraises carbure monobloc ? Ces outils modernes offrent des performances inégalées, mais nécessitent des réglages spécifiques, bien supérieurs à ceux des outils en HSS.
Cet article est votre mémo opérationnel. Oubliez la théorie complexe, nous vous fournissons des tableaux synthétiques et directement exploitables, classés par matière à usiner, pour déterminer vos paramètres de départ sur votre fraiseuse à commande numérique ou conventionnelle.
Rappels essentiels : La formule de la précision
Avant de plonger dans les tableaux, un bref rappel des formules qui lient la performance de votre fraise à votre machine.
Les paramètres de base
| Paramètre | Symbole | Unité | Fonction |
|---|---|---|---|
| Vitesse de coupe | Vc | m/min | Vitesse à laquelle l'arête de coupe attaque la matière. |
| Vitesse de rotation | n | tr/min | Vitesse à laquelle la broche de la fraiseuse tourne. |
| Avance par dent | fz | mm/dent | Distance parcourue par l'outil pendant la rotation d'une seule dent. |
| Avance d’usinage | Vf | mm/min | Vitesse linéaire réelle de déplacement de la table de la machine. |
Les formules de détermination (à connaître par cœur)
Calcul de la vitesse de rotation (n)
La vitesse de rotation n est directement liée à la vitesse de coupe Vc choisie et au diamètre D de la fraise. n = (1000 x Vc) / (3.14 x D) (Où D est en mm et Vc en m/min)
Calcul de l'avance d'usinage (Vf ou vitesse d’avance)
La vitesse d'avance Vf dépend de n, du nombre de dents (z), et de l'avance par dent (fz) : Vf = n x z x fz
Point clé : Les tableaux ci-dessous vous donnent les Vc et fz de départ. C'est à vous de calculer n et Vf en fonction de votre outil spécifique (D et z).
Tableaux des paramètres de coupe pour les fraises carbure
Ces tableaux fournissent des plages de valeurs pour l'usinage avec des fraises carbure monobloc. Ce sont des points de départ fiables pour les opérations courantes.
Métaux courants : Acier, inox, fonte
| Matière | Type d’usinage | Vc conseillée | fz petits Ø (4–8 mm) | fz grands Ø (10–20 mm) | Revêtement conseillé |
|---|---|---|---|---|---|
| Acier doux | Ébauche | 180 – 250 | 0,03 – 0,08 | 0,08 – 0,15 | Revêtement TiAlN. Utiliser l'arrosage. |
| Acier mi-dur | Finition | 200 – 300 | 0,02 – 0,05 | 0,05 – 0,10 | Privilégier des fraises à 4–6 dents. |
| Inox | Ébauche | 100 – 150 | 0,04 – 0,08 | 0,07 – 0,12 | Vitesse plus faible. Revêtement AlTiN. Coupe toujours avec arrosage. |
| Inox | Finition | 120 – 180 | 0,02 – 0,04 | 0,04 – 0,07 | Utiliser des fraises hélicoïdales. |
| Fonte | Ébauche | 150 – 280 | 0,05 – 0,10 | 0,10 – 0,20 | Usinage à sec (soufflette). Grande raideur machine requise. |
| Acier trempé | Finition | 80 – 150 | 0,01 – 0,03 | 0,03 – 0,06 | Fraises carbure ultra-fin. Usinage à sec. |
Valeurs de départ : Ces plages sont des recommandations. Elles supposent une fraiseuse CN rigide, un bon serrage de la pièce et une excellente pince de serrage de l'outil.
Aluminium et alliages non ferreux
La fraise pour l‘usinage de l’aluminium permet des Vc très élevées. Il faut généralement choisir des fraises en carbure non revêtues (ou DLC) avec peu de dents (2 ou 3).
| Matière | Type d’usinage | Vc conseillée (m/min) | fz petits Ø (mm/dent) | fz grands Ø (mm/dent) | Recommandations fraise |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminium pur | Rainurage / Profilage | 300 – 800 | 0,05 – 0,10 | 0,10 – 0,25 | Fraise 2 ou 3 dents, polie. |
| Aluminium silicium | Ébauche | 200 – 450 | 0,04 – 0,08 | 0,08 – 0,18 | Revêtement DLC si usinage à sec. |
| Laiton | Finition | 250 – 500 | 0,03 – 0,06 | 0,06 – 0,12 | Très bonne qualité de surface. |
Plastiques, composites, autres
| Matière | Vc conseillée (m/min) | fz plage (mm/dent) | Précautions clés |
|---|---|---|---|
| Bois dur | 300 – 600 | 0,08 – 0,20 | Vitesse de rotation maxi souvent atteinte. |
| Plexiglass / plastiques mous | 150 – 300 | 0,05 – 0,10 | Vc modérée pour éviter la fusion. |
| Composites fibres de carbone | 100 – 180 | 0,02 – 0,05 | Outil diamant ou carbure ultra-fin. |
Comment ajuster les valeurs : L'art de l'usinage
Les tableaux sont un excellent point de départ, mais ils ne remplacent pas le jugement de l'opérateur.
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Machine légère ou hobby : Diminuer Vc et/ou fz de 10 à 20%.
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Usinage instable ou porte-à-faux : Réduire la profondeur de passe et l'avance pour éviter les vibrations.
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Fraise revêtue ou carbure hautes performances : Possibilité de monter Vc de 10 à 40%.
Exemple pratique et chiffré
Imaginons que vous souhaitiez réaliser un rainurage dans un acier mi-dur avec la fraise suivante :
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Fraise : D = 10 mm, 4 dents (z=4), en carbure TiAlN.
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Paramètres de départ (d'après le tableau) : Vc = 280 m/min, fz = 0,10 mm/dent.
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Calcul de la vitesse de rotation (n) : n ≈ 8913 tr/min.
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Calcul de l'avance d'usinage (Vf) : Vf ≈ 3565 mm/min.
Ces valeurs sont vos paramètres de départ optimaux. Si la machine ne peut pas atteindre le n calculé, vous devrez diminuer la Vc en conséquence.
Bonnes pratiques et sécurité
Rappels pour maximiser la durée de vie de vos outils et la qualité de votre production :
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Toujours vérifier les limites de la machine (rpm et avances maxi).
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Utiliser une lubrification adaptée (sec pour la fonte, arrosage abondant pour l'acier).
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Écouter la coupe (vibrations, bruits) et ajuster l'avance ou la profondeur en conséquence.
La bonne détermination de la vitesse de coupe et de l'avance pour vos fraises carbure est un gage de qualité.
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