Dure de vie de loutil de coupeTous les outils susent, cc qui a un cot. La connaissance de la dure de vie dun outil permet donc de matriserce cot.1. Usure et dure de vie des outils de coupe

La qualit de travail dun outil dpend pour une part importante de son degr dusure qui influencedirectement : La qualit de La surface (rugosit, dimension, forme, etc.) La tenue de loutil (vibrations, longvit, etc.) La puissance ncessaire la coupe (productivit, etc.)

A un certain degr dusure, il y a destruction de larte ce qui provoque larrt de la coupe. La dure de vie de1outil (en ralit, de son arte de coupe) sera donc lie ce degr dusure

2. Types dusure et critres associsEn reprenant loutil ci-contre, il est possible de dfinir les usures sur les deux faces principales de la faonsuivante :

2.1. Usure en dpouille (VB)Elle sobserve sur la face de dpouille principale et apparat suivant une bande strie brillante parallle lartede coupe. Due essentiellement aux tempratures leves (frottements sur la pice), elle se manifeste lors detravaux de finition ( Vc importante et f petite).Son critre associ est VB qui est la distance entre larte de coupe initiale et le bas de cette usure (droiteassocie). Dans certain cas, on utilise le critre VB max. Cette mesure est effectue dans la zone B (voir schma)

2.2. Usure en cratre (KT)Elle sobserve sur la face de Coupe principale sous la forme dune cuvette. Elle se manifeste lors de travauxdbauche ( Vc faible, f et a importants).Son critre associ est KT qui est la profondeur de ce cratre par rapport la face de coupe initiale. Cette usurepeut aussi tre caractrise par le rapport KT / Km (voir schma)

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3. Lois dusureLes mesures sont faites avec un microscope (40 x) pour VB et avec un comparateur pour KT. La ncessit de lierles conditions de coupe et lusure a permis dtablir exprimentalement des lois (Ex : Taylor)

3.1. Etablissement des lois dusureLorsque lon effectue lusinage d'une pice dont seule Vcvarie, on obtient les courbes suivantes.La norme prconise les valeurs d'usure suivantes :

Outil ARS ou Carbure : VB = 0.3 ; VB max = 0.6 Outil Carbure : KT = 0.03 + 0.3 * f

Le critre le plus souvent retenu est VB = 0.3Le critre tant dfini (VB = cte = 0.3), le graphique nous donne diffrentes valeurs qui permettent dobtenir unnouveau graphique T = f (V) .

Comme le montre le graphique 3, la zone 3 peut tre assimile une droite. Cest la droite de Taylor. Ellepermettra dadapter les conditions de coupe afin de trouver le meilleur compromis entre la productivit et ladure de vie de loutil pour obtenir ainsi un cot minimum,3.2. Modle de TaylorLe graphique prcdent montre une droite (Y= aX + b) mais dans une chelle logarithmique.Log Y = a* Log X + Log b ou Log T = k.Log V + Log Cv ou T = Cv * Vk

Le modle gnralis de Taylor est T = Cv . Vn . fx . ay TT : dure de vie (mn)V vitesse de coupe (m/mn)Cv : constante fonction du matriau (104 < Cv < 1014 )n : constante fonction de loutil ( - 8 < k < - l )x : cte fonction de f ; y : cte fonction de a

Nous ntudierons que le modle simplifi savoir ; T = Cv * VkRemarque : pour le modle simplifi n peut tre remplace par k

Zone 1 : Vc faible lusure augmente avec VcZone 2 : Vc modre lusure stable (car efforts en baisse)Zone 3 : Vc augmente la production et lusure augmentent

Fig.1

Fig.2 Fig.3

2

3.3 Dtermination graphique de la droite de TaylorLentreprise USE S.A. dcide, afin doptimiser les cots dusinage, de dterminer la loi dusure concernantlusinage dune de ses pices.Les donnes de lexprimentation sont les suivantes :

Vc (m/mn) 300 400 500 600T (mn) 20 40 50 60 10 20 30 50 10 20 10 20VB (mm) 0.09 0.17 0.23 0.27 0.08 0.14 0.22 0.36 0.14 0.3 0.21 0.41

3.3.1 Dtermination de la pente (k)k = y / x = dT / dVcou K = ( log 2 log 70 ) / ( log 1500 log 300 )

K = - 2.213.3.2 Dtermination de Cv

T1= Cv .V1k Cv= T1 / V1k = 1 / V1kCv= V1-k = 2050 -2.2 = 19.3 * 106

3.3.3 ExploitationT1000 = 4.5 mn

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3.4 Dtermination algbrique de la droite de TaylorLentreprise USE S.A. dsire connatre les paramtres Cv et k de la loi dusure ( T = Cv. Vk ) qui rgit lusinagede lune de ses pices. Afin de gagner du temps, elle ne ralise que quelques essais qui donnent les rsultatssuivants :Pour V600= 600 m / mn : T6oo = 15 mn et pour V3oo = 300 m / mn : T300 = 67 mn.Lois mathmatiques :

Log (a.b) = Log (a) + Log (b) et Log (a / b) = Log (a) Log (b) Log (xa) = a . Log (x) Log ( I ) = Log ( 100) = 0. Log ( 10) = 0 Si y = Log (x) x = 10 y

Le couple de donne permet dobtenir deux quations diffrentes pour rsoudre les deux inconnus.Equation 1 15 = Cv . 600k Log (15) = Log (Cv) + k .Log (600)Equation 2 67 = Cv . 300k Log (67) = Log (Cv) + k .Log (300)3.4.1 Dtermination de k(Equation 1 Equation 2) Log (15) Log (67) = k . [Log (600) Log (300)]

k = Log (15) Log (67) / (Log (600) Log (300)k = - 2.16

3.4.2 Dtermination de CvEquation 1 15 = Cv . 600-2.16 Cv= 15 /600-2.16 = 15.03 * 1063.4.3 ExploitationT1000 = f ( V1000 ) = Cv * V1000k = 15.03 * 106 . 1000-2.16 = 4.98 mn

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1.1. Calcul de la dure de vie avec Cv, Vc et n connus

a. Donnes Cv = 1010 ; n = -4

b. Solution Vc = 100 m/min T = 100 min. Vc = 200 m/min T = 6,5 min

1.2. Calcul de la vitesse de coupe maximale pour T, Cv et n connus

a. Donnes Des essais de dure de vie ont t raliss, et l'on a trouv Cv = 9,13.109 ; n = -3,87. Quelle doit tre la vitesse de coupe maximale pour que l'on ait au moins T = 15 min ?

b. Mthode 1

(

)

(

)

c. Mthode 2

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

1.3. Calcul de Cv, avec Vc, T, n connus

a. Donnes Des essais de dure de vie d'outil ont donn, T = 14 min, Vc = 213 m/s et n = -3,45.

b. Solution

1.4. Calcul de n avec Vc, Cv, T connus

a. Donnes Des essais de dure de vie ont donn T = 13 min ; Cv = 7.1011, Vc = 300 m/min. Quelle est la valeur de n ?

b. Solution

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )

1.5. Calcul de n et Cv sachant avec deux essais T et Vc connus

a. nonc Un ouvrage indique que pour Vc = 400 m/min, l'outil dure 15 min. Des essais ont indiqu que pour Vc = 200 m/min, l'outil dure 150 min. Quelles sont les valeurs de Cv et de n ? Combien durera l'outil pour une vitesse de coupe de 300 m/min ?

b. Calcul de n

;

;

( ) (

)

( ) (

)

(

)

(

) (

)

( )

c. Calcul de Cv

d. Prvision de la dure de vie :

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