Brevet FR2244211A1 — publié le 19750411

Les éléments ou facteurs qui interviennent dans une opération de fraisage sont principalement a) Impératifs de fabrication de la pièce à usiner - géométrie et dimensions. Problèmes de fixation - précision et état de surface demandés - nature et caractéristiques mécaniques du matériau constitutif ; b) Impératifs provenant de la machine employée, prin cipalement : puissance utile disponible sur la bro che. c) Eléments définis par le technicien en fonction des précédents. - géométrie et dimension de 1 'outil (type de fraise, diamètre, nombre de dents ...) - caractéristiqaes du matériau de coupe - pénétrations axiale et radiale (largeur et profondeur de coupe) - avance par dent ; - durée économique de coupe de la fraise adoptée. En fonction de ces éléments ou de certains d'entre eux, il appartient au technicien de déterminer - une profondeur de coupe, une avance par dent, une durée d'utilisation de la fraise ; De la relation existant entre ces facteurs, résulte une vitesse de coupe. - Les valeurs attribuées à ces facteurs peuvent ensuite etre modifiées et en principe réduites pour diverses raisons, cette limitation pouvant, en particulier, être conditionnée par la puissance disponible sur la broche de la fraiseuse. Ces calculs sont longs et laborieux. Ils mettent en jeu des formules compliquées, dans lesquelles certains facteurs apparaissent avec des exposants différents de l'unité et contraignant à ltemploj de tables de logarithmes. D'autre part, les formules à employer diffèrent selon les fraises employées. La présente invention a pour objet un calculateur en forme de règle de calcul'multiple permettant de réaliser ces calculs de façon rapide et facile avec une précision très suffisante pour les applications pratiques. a) pour tous les principaux types de fraises à savoir Fraises 2 tailles Fraises 1 taille à surfacer accouplées Fraises 3 tailles à denture alternée Fraises 3 tailles extensibles Fraises à surfacer à lames amovibles alors que les calculs relatifs à ces différentes fraises mettent en jeu des formules de formesdifférentes. b) en séparant les calculs permettant d'obtenir les vitesses de coupe de ceux relatifs aux puissances de coupe de façon à permettre de conserver des résultats partiels en cours d'opération c) en réduisant au minimum le nombre des réglettes à manipuler pour chaque calcul. La calculateur objet de l'invention se compose de quatre sequences de réglettes, chaque réglette correspondant à un facteur de fraisage, chaque séquence étant formée de deux réglettes fixes enserrant une pluralité de réglettes coulissantes, chaque réglette étant munie, sur l'un de ses bords en égard avec une autre réglette, d'une échelle logarithmique et chaque réglette coulissante portant, sur le bord opposé, au moins un repère d'origine appropriée. les séquences sont les suiv ltes et chaque réglette porte une mention ou un symbole identifiant le fActeur auquel elle se rapporte Séquence 9 Coefficient de coupe Gv Diamètre D Avance par dent az Profondeur de coupe p largeur de coupe L Vitesse de coupe V Séquence Il Coefficient de coupe Cf Diamètre i Avance par dent az Vitesse de coupe V Profondeur de coupe p Puissance de coupe P Séquence III Coefficient de coupe Cv Durée économique de coupe De et nombre de dents Z Avance par dent az Profondeur de coupe p Vitesse de coupe V Séquence IV Puissance de coupe P Coefficient de coupe Cf Vitesse de coupe V Profondeur de coupe p Nombre de dents Z Avance par dent Ez Les termes profondeur et largeur de coupe correspondent , selon les fraises, aux pénétrations radiale et axiale, termes qui peuvent leur être substitués. C'est, de préférence, le premier et le dernier facteur de chacune des séquences ci-dessus qui fait l'objet d'une réglette fixe, lwordre des autres factures pouvant Xetre modifié. Une séquence de réglettes peut en outre comporter une réglette fixe intermédiaire portant sur chaque bord une échelle logarithmique différente par le module et/ou la direction, et qui sert d'instrument de report de résultat partiel. Le calculateur est complété par des tableaux qui peuvent revêtir la forme de réglettes gravées sur au moins une face et qui donnent la valeur de certains coefficients correcteurs fonction: - du matériau de coupe correcteur ki - du diamètre de la fraise et de la largeur de coupe correcteur k3 - de l'angle de coupe réel résultant correcteur k4 - du genre d'usinage correcteur k5 qui doivent être appliqués en cours ou en fin d'opération. Le calculateur est complété par des tableaux qui peuvent revêtir la forme de réglettes gravées sur au moins une face et qui donnent la correspondance entre les valeurs des coefficcients de coupe portées par la réglette "coefficient de coupe" d'une séquence et les matériaux usinés définis par leurs caractéristiques métal lurgiques ou leur référence de normalisation. La réglette "Diamètre" de la séquence I est gravée au recto et au verso de deux échelles différentes correspondant respec tivemert : - aux fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accouplées - - aux fraises 3 tailles à denture alternée - aux fraises 3 tailles extensibles. l'une des autres réglettes de cette séquence portant deux repères d'origine correspondant respectivemeat à l'une et l'autre de ces deux catégories de fraises. De preférence le calculateur a la forme d'une plaque rectangulaire sur laquelle sont montés fixes et coulissantes les différentes réglettes sous la forme de bandes étroites à bords parallèles, toutes les réglettes d'une même séquence étant sur la même face de calculateur. La plaque rectangulaire a deux faces, l'une celles portant les réglettes des séquences I et II et l'autre les réglettes des séquences III et IV. les tableaux sont répartis sur deux réglettes coulissantes reversibles portées chacune par une face du calculateur0 Ces caractéristiques, ainsi que d'autres, seront explicitées au cours de la description qui suit, avec références au dessin annexé sur lequel on a représenté un mode préféré de réalisation du calculateur selon l'invention. Sur ce dessin La fig. 1 représente l'une des faces du calculateur La fig. 2 représente l'autre face du calculateur La fig. 3 représente le verso de la deuxième réglette de la première séquence bes fig. 4, 5, 6 et 7 représentent les faces recto et verso des tableaux en forme de réglettes coulissantes reversibles. En se reportant aux fig. 1 à 3 on voit que le calculateur a la forme d'une plaque A portant au recto (fig.l) et au verso (fig.2) une pluralité de réglettes B. Dans l'exemple représenté ces réglettes sont numérotées de 1 à 12 (fige) et 21 à 32 (fi 2) et forment 4 groupes à savoir Groupe I Coefficient de coupe Cv Réglette 1 Diamètre D " 2 Avance par dent az " 3 Profondeur de coupe p lt 4 largeur de coupe L " 5 Vitesse de coupe V " 6 Ce groupe de réglettes stap sliquent au cas des fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accouplées. La réglette 2 est reversible et porte au verso une réglette 2a ; le groupe 1, 2a, 3, 4, 5, 6 est alors applicable aux fraises 5 tailles à denture alternée et aux fraises 3 tailles extensibles. Les réglettes 1 et 6 sont fixes et les réglettes 2, 2a, 3, 4 et 5 sont coulissantes Groupe II Coefficient de coupe Cf Réglette 7 Diamètre D n 8 Avance par dent az n 9 Vitesse de coupe V n 10 Profondeur de coupe p n Puissance de coupe P n 12 Le groupe II s'applique au cas des fraises 3 tailles à denture alternée et des fraises 3 tailles extensibles.Les réglettes 7 et 12 sont fixas et les autres coulissantes Groupe III Coefficient de coupe Cv Réglette 21 Durée de coupe 1 ) " 22 Nombre de dents s Avance par dent az n 23 Profondeur de coupe p n 24 Vitesse de coupe V n 25 Le groupe III s'applique aux fraises à surfacer à lames amovibles. ( en kW Groupe IV Puissance de coure ( en cv Réglette 26 Coefficient de coupe Cf N 27 Vitesse de coupe V t, 28 Profondeur de coupe p t, 30 Nombre de dents Z n 31 Avance par dent az u 32 le groupe IV est complété, dans l'exemple représenté par une réglette 29 portant deux échelles logarithmiques inverses et de modules différents sur ses bords inférieur et supérieur. Les réglettes 26, 29 et 32 sont fixes. Le groupe IV s1 applique aux fraises 2 tailles, 1 taille à surfacer accouplées et aux fraises à surfacer à lames amovibles. L'ensemble est complété par des tableaux en formes de réglettes coulissantes reversibles (fig. 4 à 7) et qui donnent les valeurs de certains coefficients s les réglettes 13 et 14 sont, dans l'exemple choisi, portées par le recto du calculateur et portent Réglette 13 - Tableau des valeurs d'un coefficient correcteur, dit K1 , correspondant au matériau de coupe,(défini selon une normalisation, par exemple AFNOR), et qui doit être appliqué soit aux coefficients de coupe CV de la réglette X, soit à la vitesse de coupe lue sur la réglette 6 en fin d'opération. Il s'agit donc du cas des fraises 2 tailles et 1 taille à surfaces accouplées ou du cas des fraises 3 tailles (à denture alternée ou extensible@). Les coefficients CV en question sont donnés par la partie inférieure du tableau 33 (voir plus loin). Réglette 14 - Tableau de correspondance entre les différents matériaux à usiner (R en tsf/mm2 et ^ en Brinnel) et les valeurs des coefficients Cf portés par la règle 7. Ces valeurs s'appliquent donc au cas des fraises 3 tailles à denture alternée et des frais-3tailles extensibles. Elles sont établies pour un angle de coupe correspondant au matériau usiné et pour un usinage lubrifié. Réglette 33 - Tableau de correspondance entre les différents matériaux à usiner et les valeurs des coefficients CV portés respectivement par les réglettes 1 (fraises 2 tailles, 1 taille à surfacer accouplées, 3 tailles) et 21 (fraises à surfacer à lames amovibles). Pour les fraises 2 tailles, 1 taille à surfacer accouplées et 3 tailles, ces valeurs (ligne inférieure) correspondent à un acier de coupe de référence donnée (précisée sur le tableau), et si l'acier de coupe utilisé est différent, la valeur lue sur ce tableau devra être multipliée éventuellement par le correcteur K1 donné par le tableau de la réglette 13. Pour les fraises à surfacer à lames amovibles (réglette 21, (ligne upérieure), les valeurs du tableau ont été établies pour la nuance de carbure qui correspond au matériau à usiner. Il nty a donc pas de correcteur à wpliquer. Réglette 34 - Tableau de correspondance entre les matériaux usinés et les valeurs du coefficientCf portées par la réglette 27. Ce tableau porte également les valeurs des correcteurs t3, K4, et r5 qui doivent titre appliqués à ces valeurs en fonction de certaines données à savoir K3 rapport largeur de Coupe/Diamètre de fraise t4 angle de coupe réel résultant oÇ x genre d'usinage (à sec ou lubrifié). serait évidemment équivalent que les réglettes 1,21 et 27 portent directement les caractéristiques des matériaux usiez en regard de ltéchelle logarithmique correspondante (valeurs des coefficients Cv et Cf), ce qui aurait évité l'emploi de tableaux séparés. Mais il résulte de ce qui précède que ces valeurs doivent être, dans certains cas, corrigées par des correcteurs ap propriés,oe qui rend préférable l'usage des tableaux ci-dessus, les réglettes ne portant que l'échelle logarithmique des coefficients Cv et Cf. D'autre part, dans les opérations effectuées avec le cal culateur de l'invention les correcteurs ~~~~~~~~~~~~~K1, K3, K4, K5 peuvent aussi bien être appliqués aux coefficients Cv ou Cf qutau résultat final d'une opération. Il est évident également pue les différentes dimensions des différentes réglettes peuvent entre désignées par des symboles différents de ceux adoptés dans la présente description. On notera que 11 expression profondeur de coupe p correspond à ce qu'il est convenu d'appeler la pénétration axiale pour les fraises à surfacet à lames amovibles et la pénétration radiale pour les fraises 2 tailles, 1 taille à surfacer accouplées, 3 tailles à denture- alternée et 3 tailles ~~~~~~~~extensibles. A l'inverse, la largeur de coupe L correspond à la pénétration radiale pour les fraises à surfacer à lames amovibles et à la pénétration axiale pour les fraises 2 tailles, I taille à surfacer accouplées, 3 tailles à denture alternée- et 3 tailles On ne sortirait donc pas du cadre de l'invention en employant pour symboles des réglettes 4, 11, 24 et 30 les expressions pénétration radiale et pénétration axiale, en précisant de quelles fraises il s'agit. Les réglettes du Groupe I sont établies pour fournir la résolution simplifiée de la formule générale connue savoir Pour les fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accou plées (réglette 2) 0,45 Cv. D. K1. K5 (1) V = 0,53 00^ 0,3 ,1 O,l Te .p . L . az . Z Pour les fraises 3 tailles à denture alternée ou extensibles (réglette 3) Cv.D0,25. K1. K5 V = (2) Te0,2.p0,1.L0,3.az0'i.z0'i Dans ces formules Cv est le coefficient de coupe, ctest-à-dire un coef fichent dont la valeur numérique représente le taux d'usinabilité du matériau à usiner. Ce coefficient dépend notamment de la structure, de la ductilité, du comportement à l'abrasion, et de l'aptitude à l'écrouissage de ce matériau.Plusieurs matériaux différents peuvent donc avoir le même Cv. Ce coefficient est déterminé expérimentalement, par comparaison des matériaux entre-eux à l'usinage dans des conditions identiques. Les valeurs obtenues ne sont donc valables que dans le cadre de la formule utilisée. Te est la durée économique de coupe, calculée par application de formules connues fàisant intervenir la nature du matériau à usiner, le coût horaire de la machine, les temps et salait de main-d'oeuvre, les nombres daffAtagespossibles, le prix de l'outil ou d'un élément amovible de l'outil. Conformément à l'invention, en vue d'une résolution simplifiée des formules générales (1) et (2) on a a) adopté pour K1 une valeur de référence égale à l'unité pour un acier de coupe de référence indiqué sur la table 33, et réduit ainsi à un petit nombre d'occurrences la nécessité d'Bppli- quer le correcteur K1 (tableau 13) b) considéré l'usinage corme toujours lubrifié et attri- bué à K5 la valeur 1 c) déterminé les coefficients Cv en fonction des dispositions a) et b) ci-dessus d) considéré que, pour l'usinage de matériaux classiques, à un diamètre D de fraise correspond un nombre de dents Z pratiquement normalisé et une durée économique de-coupe Te qui peut être calculée à l'avance ;En d'autres termes, on a adopté pour le coefficient Cv des valeurs qui diffèrent de celles des formules 1 et 2 par incorporation des correcteurs Ki et K5. e) déterminé le module de l'échelle logarithmique de la réglette 6 (vitesse de coupe) en tenant compte de la disposition d) ci-dessus, c'est-à-dire en appliquant à chaque diamètre D en facteur incorporant le nombre de dents et la vitesse de coupe. f) prévu deux flèches origines "e" et in sur la réglette 5, l'une correspondant aux fraises 2 tailles, l'autre aux fraises 3 tailles, ce qui permet de passer de la formule (1) à la formule (2) moyennant le seul changement de la réglette 2 en 2a. L'ensemble de ces dispositions a permis de réduire à 6 le nombre de réglettes nécessaires alors que les formules (1) et (2) comportent chacune 10 termes. les échelles logarithmiques des différentes réglettes ont été établies de façon à porter la gamme des valeurs usuelles des différents termes utilisés et par tatonnements successifs, on a choisi les modules de ces échelles, leur direction (gauche à droite ou 11 inverse) et l'emplacement des flèches d'origine, de telle sorte qu'aucune réglette ne se trouve déboîtée au cours des mani -pulations. De ee fait les échelles 1 à 5 sont choisies arbitrairement pour les raisons pratiques ci-dessus, seule l'échelle de la réglette 6 étant établie en fonction des précédentes, pour fournir le résultat des formules à résoudre. Cette caractéristique est commune à tous les groupes I à IV. Cependant, pour le groupe IV ee problème pratique a été réso: lu en interposant entre deux réglettes mobiles une réglette fixe dont les bords portent deux échelles logarithmiques inverses et de module différent, ce qui fournit un moyen de report évitant l'inconvénient ci-dessus. le chiffre lu sur une échelle est repris sur l'autre pour la suite de l'opération. Une réglette fixe à deux échelles telle que la réglette 29 peut donc être introduite dans l'un quelconque des groupes I, Il ou IIIsans sortir du cadre de l1invention. o oo tes réglettes du groupe III sn't établies pour fournir une résolution simplifiée de la formule connue (3) Cv. DOs2 . K1. X5 V =(3) Te0,2. p0,12. L0,2. az0,4. Z 0,1 dans -laquelle les symboles sont les mimes que dans les formules (1) et (2). omette formule s'applique au cas des fraises à surfaces à lames amovibles, Conformément à l'invention, le groupe III a été établi pour permettre une résolution simplifiée de la formule (3) a) en adoptant pour D une valeur coltsta-nte égale à 1/0,75e Il est en effet connu que, pour ce type de surfaçage il y a intérêt à adopter un rapport t/D compris entre 0,7 et G,8 b) en considérant que les lames amovibles sot cnoisies avec une nuance de carbure correspondant au matériau usiné et que l'usinage a lieu à sec c) en établissant les valeurs de Cv portées au tableau 5 * de façon à y intégrer le facteur D 0'2 et les coefficients K et K5 qui se trouvent ainsi considérés comme égaux à l'unité. d) an considérant la durée économique de coupe comme égal le à 15 min par dent, et en portant Z et Te sur une même réglette 22. Il en résulte que la résolution simplifiée de la formule (3) est obtenue avec 5 réglettes alors que cette formule comporter lO termes. Dans la pratique, il se peut que lton soit conduit à adopF ter une durée de coupe différente de la durée économique Te par exemple pour répondre à certains impératifs de fabrication tel lX remplacement ou le retournement des lames amovibles à chaque chan- gement de poste de travail. Dans oe cas, la vitesse de coupe obtenue par le calcula- teur sur la base de Te doit entre modifiée et remplacée par une nouvelle vitesse V1 correspondant à la durée de coupe T1 adoptétisl Cette vitesse Vî devra satisfaire la formule V1 = V( Te )0,2 T1 elle sera donc fournie par le calculateur si l'on utilise T1 au lieu de Te dans la manipulation des réglettes du groupe IV. Les réglettes du groupe IV ont été établies pour fournit la résolution simplifiée de deux formules difféxentes. 10) Cas des fraises à surfacer à lames amovibles : pout ces fraises il s'agit de la formule connue (4) (4) Cf.p0,95.az0,85. L1,1. V. Z. K3, K4, K5 P (enCV)= 60. 75. D1,1 ou (4) Cf.p0,95.az0,85.L1,1.V.Z.K3.K4K5 P en kW = 60.102.D1,1 Pour la simplification recherchée a) on a considéré L/D égal à 0,75 ce qui correspond à une valeur considérée comme préférable ainsi qu'il a été exposé plus haut. b) pour tenir compte des différences entre la valeur réelle du rapport L par rapport à cette valeur-de référence, on a incorporé l'effet de ces variations dans la détermination du coefficient c) on a adopté pour r3,r4 et K5 une valeur égale à l'unit pour des conditions de référence correspondant à LîD = 0,75 (K3);&alpha; = 0 (K4) usinage à sec (r5) et établi le tableau 34 des valeurs de Cf sur ces bases : Ces valeurs sont donc différentes de celles de la formule théorique (4). d) porté au tableau 34 les corrections à appliquer soit sur le coefficient Cf soit sur le résultat de l'opération lorsque les conditions de référence ne sont pas satisfaites. Ceci conduit à supprimer toute réglette relative à L/D,t3,r4 et K5;et à résoudre la formule (4) avec 6 réglettes pour 11 termes. 20) Cas des fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accouplée. Le même groupe IV de réglettes permet en outre d'effectuer les calculs de puissance par application de la formule (5). P en CV = Cf.p0,950.az0,85.Z.V. L 60.75 50 P en kW - Cf.p0,95.az0 '85.Z.V. L 60xI02 50 dans laquelle les valeurs numériques de Cf sont les mêmes que celles déterminées pour la résolution simplifiée de la formule 4. Des essais répétés ont en effet montré que la formule P en Cy - Cf.p.0,95.az0,85.Z.V 60.75 donnait des résultats suffisamment précis pour une largeur de coupe constante, en l'espèce égale à 50 mm quel que soit le diamètre de la fraise. I1 en résulte que le groupe de réglettes IV peut être utilisé pour les calculs de puissance relatifs aux fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accouplées moyennant d'affecter le résultat du facteur L/50, L étant la largeur de coupe réelle. Ce facteur peut également être appliqué au coefficient Cf à la vitesse V ou au nombre de dents Z. o o Les réglettes du groupe II ont été établies pour la résolution simplifiée de la formule (6) Cf. emy 0,8.Ze.L.V.az P en CV = 60.75 Cf. emy 0,8.Ze.L.V.az P en kW = 60.I02 Dans cette formule, qui s'applique au cas des fraises 3 tailles à denture alternée et 3 tailles extensibles - emy est 1'épaisseur moyenne non déformée du copeau qui dépend de l'avance par dent az, de la profon deur de coupe et du diamètre D - Ze est le nombrethéorique de dents engagées, qui est fonction du diamètre D, du nombre de dents Z, de la profondeur de coupe p, de la largeur de coupe L. Il est donc possible de calculer la puissance en fonction des facteurs suivants Diamètre, avance par dent, vitesse de coupe, pro-, fondeur de coupe, nombre de dents et largeur de coupe. En fait, les diamètres de fraises sont normalisés et correspondent aux valeurs 63,80,I00,125,160,200 et à chacun de ces diamètres correspond un nombre de dents également normalisé, qui peut donc être associé au diamètre et ne pas faire l'objet d'une réglette spéciale. D'autre part pour chacun de ces diamètres on peut définir une profondeur maximale de coupe (différence entre le diamètre extérieur de la fraise et le diamètre des bagues d'espacement)à laquelle correspond une puissance maximale, et lapuis- sance reelle dérive alors de cette valeur par l'application d'un facteur approprié. En prenant par ailleurs une largeur de coupe de référence égale à 10 mm, le nombre des réglettes mobiles du groupe 7 à 12 peut entre réduit à 4, la réglette 11, relative à la profondeur de coupe comportant en fait 6 échelles, chacune correspondant à l'un des diamètres normalisés, et portant une flèche d'origine placée sur la valeur de la profondeur maximale de coupe ce qui permet d tenir la puissance correspondant à une profondeur de coupe réelle différente de la profondeur maximale. Si la largeur de coupe réelle L diffère de la valeur de révérence le résultat devra être multiplié par 1/10. Le coefficient Cf établi expérimentalement en tenant compte de ces simplifications, est porté sur le tableau 7. Il correspond à un usinage lubrifié et suppose que l'acier de coupe choisi correspond correctement au matériau à usiner. les exemples pratiques ci-après illustrent ltutilisation du calculateur dans les différents cas exposés ci-dessus . 10f fraises 2 tailles Facteurs constituant des données initiales : Matériau usiné : acier iC 38 normalisé Usinage lubrifié 6% Matériau de coupe t acier rapide surcarburé Z 125 WDV 06.05.04 Diamètre de fraise : D = 25 irna (Nombre de dents : Z = 5 ) (Durée de coupe : T = 130 min) Avance par dent : a z = 0,18 mm Profondeur de coupe : p = 10 mm largeur de coupe t X 3 25 mm Exemple À Calcul de la vitesse de coupe Les réglettes utilisées seront les réglettes 1 à 6 du groupe IAen utilisant la réglette 2 et non 2a). le tableau 33 donne Cv = 43: (réglette 1). Le tableau 13 donne h = 1,35 Dtoù Cv.Kl = 43 x 1,35 = 58 environ. (Il serait équivalent d'appliquer le correcteur Kl au résultat final). a) L'opérateur amine la flèche a de la réglette 2 en regard de Cv = 58 b) Puis la laîche "c" de la réglette 3 en regard du diamètre D = 25 su- la réglette 2 c) Puis la flèche d de la réglette 4 en regard de l'avance par dent az = 0,18 sur la réglette 3 d) Puis la flèche "e" de la réglette 5 en regard de la profondeur de coupe p = 10 sur la réglette 4 e) Il lit alors, en regard de la largeur de coupe L = 50 sur la réglette 5, la vitesse de coupe V sur la réglette 6 V = 20,2 m/min. En partant de Cv = 43 on obtiendrait V = 14,93 m/min et ce nombre, multiplié par El= 1,55 donne également V= 20,2m/min. Exemple B Calcul de la puissance de coupe P les réglettes utilisées seront les réglettes 26 à- 32 du groupe IV. Données : Coefficient de coupe, relevé sur le tableau 34: Cf = 40 (fonte) Nombre de dents 5 Vitesse de coupe 24,4 m/min Profondeur de. coupe p = 6,35 Largeur de coupe S = 127 Avance par dent az = 0,208 a) L'opérateur amène le nombre Z = 8 de la réglette 31 en regard de l'avance par dent az = 0,208 de la réglette 32 b) Puis le nombre p = 6,35 de la réglette 30 en regard de la flèche "g" de la réglette 31 c) Il lit en regard de la flèche lof n de la réglette 30, sur l'échelle inférieure de la réglette fx 29 le nombre 12,2 ; ; d) Le nombre V = 24,4 m/min ne figurant pas sur la réenviron 49 glette 28 il prend le double, soit/ et le porte en regard du nombre 12,2 ci-dessus, sur l'échelle supérieure de la réglette 29 e) Il amène le nombre Cv = 40 de la réglette 27 en regard de la flèche "e" de la réglette 28 f) En regard de la flèche "d" de la réglette 27 il lit sur la réglette 26 la puissance P = 5,3 Cv. Cette puissance se rapporte à - une vitesse de coupe V double de 24,4 m/min - une largeur de coupe X différente de la largeur de coupe L = 50, valeur de référence du calculateur. Le résultat P = 5,3 Cv sera donc multiplié par 1 et 127 2 50 ce qui donne P = 6,70 Cv 20) Fraises 3 tailles à denture alternée et fraises extensibles Données Matériau usine acier XC 38 normalisé Usinage lubrifié: 6% Matériau de coupe : acier rapide Z 80 WDVO6.05.02 Diamètre de fraise + D = 125 mm Avance par dent : a = 0,1 Largeur de coupe : 1 = 14 Profondeur de coupe . p = 20 Exemple À Calcul de la vitesse de couPe V les réglettes utilisées seront les réglettes 1,2a,3,4,5,6 Le tableau 93 donne Cv = 43.Le tableau 13 donne K1 = 1 a) L'opérateur amène la flèche Ubfl de la réglette 2a en regard du coefficient de coupe Cv = 43 de la réglette fixe 1 b) puis la flèche flcn de la réglette 3 en regard du diamètre D = 125 de la réglette 2a ; c) puis la flèche "d" de la réglette 4 en regard de l'a- vance par dent az = 0,1 de la réglette 3 ;; d) puis la flèche nk" de la réglette 5 en regard de la profondeur de coupe p = 20 de la réglette 4 e) En regard de la largeur de coupe X = 14 de la réglette 5 il lit sur la réglette 6 la vitesse V = 26,25 m/min exemple B Calcul de la puissance de coupe à partir de la vitesse ainsi calculée Les réglettes utilisées seront les réglettes 7 à 12 a) L'opérateur amène la flèche "f" de la réglette 8 en regard du coefficient de coupe Cf = 90 de la réglette 7.La valeur de Cf est donnée par le tableau 14 ; b) puis la flèche "g" de la réglette 9 en regard du diamètre D = 125 de la réglette 8 c) puis la flèche "h" de la réglette 10 en regard de l'avance par dent az = 0,10 de la réglette 9 d) puis la flèche "38" de la réglette 11 (profondeur de coupe maximale dans le cas du diamètre D = 125) en regard de la vitesse V = 26,25 de la réglette 10 e) il lit alors, en regard de la profondeur de coupe p = 20 la valeur de la puissance P = 1,65 Cv ou 1,22 kw, sur la réglette 12 Cette valeur correspond à une largeur de coupe de 10mm. La largeur de coupe appliquée étant de L = 14, la puissance recherchée sera P = 1.65 x 14 = 2,31 Cv ou 1,71 kw 10 30) Fraises à surfaces à lames amovibles de carbure Facteurs imposés par la fabrication - Puissance utile sur la broche de la fraiseuse ( ou 8 Cy - Matériau à usiner : acier XC 38 normalisé - Dimensions de la pièce brute et finie - état de surface (ru gosité) - Quantité de pièces à produire. Facteurs choisis par les techniciens Type de fraise (à surfaces à plaquettes amovibles de carbure correspondant à un usinage à sec) Diamètre : D = 160 mm Nombre de dents : Z = 10 Angle sur llarete : Profondeur de coupe : p = 5 Largeur de coupe : 120 mm Avance par dent : 0,25 mm Durée utile de couve : 150 min Genre d'usinage : à sec Rapport largeur de coupe/diamètre fraise : 0,75 Exemple A Opération à effectuer : détermination de la vitesse admise par le matériau de coupe. D'apis le tableau 33 pour l'acier XC 38 la valeur du coefficient C- à porter sur la réglette 21 est de 185.L'opérateur amène le repère "a" de la réglette 22 en regard du coefficient C= I85 sur la réglette fixe 21.Puis il amène la flèche "b" de la réglette 23 en regard de la durée de coupe Te = 150 min. sur la réglette 22. Enfin il amène la flèche "c*' de la réglette 24 en regard de l'avance par dent a z = 0,25 portée sur la réglette 23. Il lit alors sur la réglette 25, en regard de la profondeur de coupe p = 5 mm portée sur la réglette 24, la vitesse de coupe V= 97,5 m/min. Exemple B Détermination de la profondeur de coupe p1 admise pour la puissance utile disponible sur la broche (8 c'i) et durée de coupe T1 correspondant à cette pénétration pi. Pour cet ex plue on partira de la vitesse de coupe calculée à l'exemple précédent soit 97,5 m/min. a) L'opérateur amène la flèche "d" de la réglette 27 en regard de la puissance P = 8 Cv de la réglette fixe 26 b) Puis la flèche "e" de la réglette 28 en regard de la valeur de Cf sur la réglette 27, valeur donnée par le tableau 34 pour l'acier XC 38 normalisé, usinage à sec soit 55 c) En regard de la vitesse V = 97,5 sur la réglette 28, il lit 6,9 sur l'échelle supérieure de la réglette 29 d) I1 amène la flèche "f" de la réglette 30 en face du chiffre 6,9 de l'échelle inférieure de la réglette 30 e) Il amène le nombre de dents Z = IO (réglette31) en face de l'avance par dent az = 0,25 (réglette 32) f) En face du repère "g" de la réglette 31 il lit sur la réglette 30 la pénétration admise p1 = 2,3 mm (profondeur de coupe) ; g) Ce résultat acquis, il amène la pénétration admise P1 = 2,3 mm-de la réglette 24 en regard de la vitesse de coupe V = 97,5 de la réglette 25 h) Il amène l'avance par dent a z = 0,25 de la réglette 23 en regard de la flèche "C" de la réglette 24 i) puis la flèche "a" de la réglette 22 en regard du coefficient de coupe Cv = 185 (réglette 21). j) En regard de la flèche "b" de la réglette 23, il lit, sur la réglette 22 la durée de coupe soit 240 min. Le même principe peut etre appliqué à la correction de l'avance par dent az. exemple C On a vu à l'exemple 2 que la profondeur de coupe admise pour la Puissance utile sul la broche (8 Cv) était de 2,3 mm ce qui est inférieur aux 5 mm prévus par le technicien. le calculateur selon l'invention permet de déterminer Quelle serait la puissance de coupe nécessaire pour appliquer la profondeur de coupe prévue (5 mm). a) L'opérateur amine le nombre de dents Z = 10 de la reglette 31 en regard de 11 avance pal dent 0,25 de la réglette 32 b) puis la profondeur de coupe 5 de la réglette 30 en regard du repère ttgtl de la rélette 31 cj en regard Wu repère "f" de la réglette 30 il lit sur l'échelle inférieure de la réglette 29 le chiffre 14,2 d) il amène la vitesse de coupe 97,5 de la réglette 28 en regard du chiffre 14,2 de l'échelle supérieure de l'échelle 29;;puis ej le coefficient de couche Cf = 55 de la réglette 27 en regard de la flèche "e" de la réglette 28 f) en regard de la floche d de la réglette 27 il lit sur la réglette 26, la puissance nécessaire P1 = 16,9 Cv ou 12,4 kw I1 résulte de la description de figures et des exemples pratiques ci-dessus que le-calculateur selon l'invention permet d'atteindre les objectifs prévus. Les calculs de vitesse et de puissance ainsi que les calculs relatifs à la profondeur de coupe maximale admise, à la puissance nécessaire pour une profondes de coupe donnée, à l'avance ce par dent comme puissance utile donnée etc.. sont exécutés facilement et rapidement pour tous les principaux types de fraises. La séparation des calculs par séquences déterminées permet de conserver un résultat partiel (vitesse notamment) sur une séquence pour faire un autre calcul sur une autre séquence (puissance notamment) et donne nlus de facilité à l'étude des conséquences des modifications de données. Cette séparation permet en outre d'utiliser une même séquence pour des fraises différentes. Ainsi le calcul de vitesse releve de la séquence I pour toutes les fraises sauf les fraises à lames amovibles mais le calcul de puissance relevé de la séquence III pour les fraises à lames amovibles et les fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer accouplées tandis que le calcul des puissances des fraises 3 tailles relève de la séquence II. Le calculateur n'est donc un outil complet que par des combinaisons variées de séquences combinées à l'usage des tableaux. On a indiqué que les échelles logaritmniques étaient établies pour permettre le calcul pour toutes les valeurs usuelles des facteurs pris en considération. Il peut arriver cependant, dans certains cas particuliers, que le résultat ne puisse etre lu sur le calculateur. Dans ce cas on multiplie ltun des coefficients Cv ou Cf (ou d'une manière plus générale 11un des facteurs affectés de 11 exposant 1 dansa formule de base employée, par exemple la vitesse ou la puissance de coupe, ou encore le chiffre lu sur une échelle fixe de report telle que la réglette 29), par un nombre simple tel que 2 ou 1/2 et on divisera le résultat par la meme valeur. I1 est à noter dtune manière générale que l'application d'un chiffre multiplicateur ou diviseur (qu'il s'agisse du cas cidessus ou d'un des coefficients K, on encore de la valeur d'un facteur, tel que largeur de coupe, par rapport à la valeur de référence choisie), ne peut s'effectuer que sur les facteurs qui sont affectés d'un exposant égal à l'unité dans les formules de base. Pour la bonne tenue des réglettes, le calculateur peut Etre revêtu de plaques transparentes qui autorisent le coulissement des réglettes tout en les maintenant sur la plaque de base A. PE\t;ï'TPICATIONS 1. Calculateur de fraisage caractérisé en ce qu'il se compose due quatre séquences de réglettes, chaque réglette correspondant à un facteur de fraisage, chaque séquence étant formée de deux réglettes fixes enserrant une pluralité de réglettes coulissantes, chaque réglette étant munie, sur l'un de ses bords en regard avec une autre réglette, d'une échelle logarithmique et chaque réglette coulissante portant, sur le bord opposé, au moins un repère d'origine approprié. 2. Calculateur de fraisage selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque réglette porte une mention ou un symbole identifiant le facteur auquel elle se rapporte et les quatre séquences sont les suivantes Séquence I Coefficient de coupe Diamètre de fraise Avance par dent Profondeur de coupe Largeur de coupe Vitesse de coupe Séquence II Coefficient de coupe Diamètre de fraise Avance par dent Vitesse de coupe Profondeur de coupe Puissance de coupe Séquence III Coefficient de coupe Durée économique de coupe et nombre de dents Avance par dent Profondeur de coupe Vitesse de coupe Séquence IV Puissance de coupe Coefficient de coupe Vitesse de coupe Profondeur de coupe Nombre de dents Avance par dent 3.Calculateur de fraisage selon la revendication 2 caractérisé en ce que le premier et le dernier facteur de chaque séquence sont portés par deux réglettes fixes entre lesquelles coulissent les réglettes relatives aux autres facteurs de-cette séquence dans un ordre qui peut être modifie. 4. Calculateur de fraisage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que une séquence de réglette peut comporter une réglette fixe intermédiaire portant sur chaque bord une échelle logarithmique différente par le module et/ou la direction, et qui sert d'instrument de report de résultat partiel. 5. Calculateur de fraisage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calculateur est complété par des tableaux qui peuvent revêtir la forme de réglettes gravées sur au moins une face et qui donnent la valeur numérique de certains coefficients correcteurs qui doivent être appliqués à une opération. 6. Calculateur de fraisage selon la revendication 5 caractérisé en ce que les c-oefficients correcteurs sont fonction dn matériau de coupe du diamètre de la fraise et de la largeur de coupe de l'angle de coupe réel résultant du genre d'usinage 7.Calculateur selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce le calculateur est complété par des tableaux qui peuvent revêtir la forme de réglettes gravées sur au moins une face et qui donnent la correspondance entre les valeurs des coefficients de coupe portés par la réglette acoefficient de coupe" d'une séquence et les matériaux usinés définis par leurs caractéristiques métallurgiques ou leur référence de normalisation0 8, Calculateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que la réglette 11Diamètre n de la séquence I est gravée au recto et au verso de deux échelles différentes correspondant res pectivement - aux fraises 2 tailles et 1 taille à surfacer ac couplées - aux fraises 3 tailles à denture alternée 3 tailles extensibles l'une des autres réglettes de cette séquence portant deux repères d'origine correspondant respectivement à l'une et l'autre de ces deux catégories de fraises. 9. Calculateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce que le calculateur a la forme d'une plaque rectangulaire sur laquelle sont montées fixes et coulissantes les différentes réglettes sous la forme de bandes étroites à bords parallèles, toutes les réglettes d'une meme séquence étant sur la même face du calculateur. 10. Calculateur selon la revendication 9 caractérisé en ce que la plaque rectangulaire a deux faces, l'une d'elle por- tant les réglettes des séquences I et II et l'autre les réglettes des séquences III et IV. 11. Calculateur selon les revendications 5, 6, 7 et 10 caractérisé en ce que les tableaux sont répartis sur deux réglettes coulissantes reversibles portées chacune par une face du calculateur. 12. Calculateur selon l'une quelconque des revendications précedentes caractérisé en ce que les échelles logarithmiques des différentes réglettes sont établies de façon à porter la gamme des valeurs usuelles du facteur correspondant et les caractéristiques de ces échelles, module et direction, ainsi que llemplacement des repères d'origine sont établis de Saçon"à éviter tout déboitement d'une réglette en cours d'oDération, la dernière échelle d'une séquence étant par contre établie de façon à fournir le résultat de la formule employée. 13. Calculateur selon les revendications 2, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que la séquence I de réglettes est établie pour le calcul de la vitesse de coupe des fraises 2 tailles 1 taille à surfacer accouplées 3 tailles-à denture alternée et S tailles extensibles - par référence à un acier de coupe donné, pour un usinage lubrifié, la valeur numérique du coefficient de coupe donné par le tableau approprié étant établie en conséquence, et l'échelle logarithmique des vitesses de coupe étant établie de façon à appliquer à chaque valeur du diamètre de fraise un facteurinórpor=t le nombre de dents et la durée économique de coupe correspondant à ce diamètre. 14. Calculateur selon les revendications 2, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que la séquence II de réglettes est établie pour le calcul des puissances de coupe des fraises 3 tailles à denture alternée et 3 tailles extensibles par référence à un acier de coupe correspondant au matériau usiné, pour un usinage lubrifié, et pour une largeur de coupe de référence l'échelle finale étant établie de façon à appliquer à chaque valeur du diamètre dc fraise un facteur incorporant le nombre de dents. 15 Calculateur selon la revendication 14 dans lequel la réglette relative à la profondeur de coupe porte autant d'échelles logarithmiques partielles que de diamètres normalisés de fraises, chaque échelle portant un repère d'origine placé sur la profondeur maximale correspondante. 16. Calculateur selon les revendications 2, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que la séquence III de réglettes est établie pour le calcul des vitesses de coupe des fraises à surfacer à lames amovibles en adoptant pour largeur de coupe une valeur de l'ordre de 0,75 fois le diamètre de fraise, pour un usinage à sec e une nuance de carbure correspondant au matériau usiné, les valeurs numériques du coefficientde coupe étant établies en conséquence, et en considérant la durée économique de coupe par dent comme une constante, le nombre de dents étant ainsi porte par la mEme réglette que la durée économique de coupe. I7. Calculateur selon les revendications 2,5,6 et 7 caractérisé en ce que la séquence IV de réglettes est établie pour le calcul des puissances de coupe des fraises à surfacer à lames amovibles en adoptant pour largeur de coupe une valeur égale à 0,75 fois le diamètre, et en reportant dans l'un des tableaux un coefficient correcteur pour les cas de largeurs de coupe différentes, en établissant les valeurs numériques du coefficient de coupe pour des conditions de référence correspondant à un usinage à sec et un angle de coupe réel résultant nul et en portant dans l'un des tableaux des correcteurs pour les cas d'usinage lubrifié et d'angles non nuls. I8. Calculateur selon la revendication I7, caractérisé en ce que la meme séquence IV de réglette est utilisable pour le calcul de la puissance de coupe des fraises 3 tailles à denture alternée et 3 tailles extensibles par référence à un outil de coupe dont l'angle résultant est adapté au matériau usiné et pour un usinage lubrifié, le chiffre obtenu étant relatif à une largeur de coupe de référence.