Puissance de Coupe

Le calcul de la puissance de coupe permet principalement de :

Dimensionner les outils, porte outils et choisir la machine adaptée
Anticiper d’éventuels problèmes de vibrations

La puissance moteur Pm dépend de la puissance de coupe Pc et du rendement du moteur μ Pm = μ * Pc

La puissance de coupe Pc dépend de la force de coupe Fc et de la vitesse de coupe Vc Pc= Fc *Vc

La force de coupe Fc dépend de la section du copeau S et de la pression spécifique de coupe Kc Fc = Kc * S

Kc dépend de l’épaisseur moyenne du copeau et du matériaux qui est usiné. Il est donné par des tableaux (voir ci-dessous).
On obtient donc la formule générale :

Pm = μ * Kc * S * Vc

Avec

Pm puissance moteur
μ rendement du moteur (μ < 1)
Kc : pression spécifique
S : surface du copeau
Vc : vitesse de coupe

Puissance de Coupe : Tournage

En tournage la formule est :

Pm = (Kc * f * ap * Vc) / (60 * 1000 * µ)

Avec

Pm puissance moteur en [KW]
Kc pression spécifique de coupe en [N/mm²] (voir tableaux)
Vc vitesse de coupe en [m/min]
ap profondeur de passe en [mm]
f avance en [mm/tr]
µ rendement du moteur (µ < 1)

Détermination de l’Effort de Coupe KC

Pression spécifique de coupe Kc en Mpa
Matiière	Résistance à la traction (Mpa) et dureté	0,1 mm/tr	0,2 mm/tr	0,3 mm/tr	0,4 mm/tr	0,6 mm/tr
Acier doux	520	3610	3100	2720	2500	2280
Acier au carbone	620	3080	2700	2570	2450	2300
Acier traité	720	4050	3600	3250	2950	2640
Acier outil	670	3040	2800	2630	2500	2400
Acier outil	770	3150	2850	2620	2450	2340
Acier chrome manganèe	770	3830	3250	2900	2650	2400
Acier chrome manganèse	630	4510	3900	3240	2900	2630
Acier chrome molybdène	730	4500	3900	3400	3150	2850
Acier chrome molybdène	600	3610	3200	2880	2700	2500
Acier nickel chrome molybdène	940	3070	2650	2350	2200	1980
Acier nickel chrome molybdène	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Fonte	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Fonte ductile	300	2300	1930	1730	1600	1450
Fonte Grise	200HB	2110	1800	1600	1400	1330
Cuivre	HB 50 à 85	2100	1520	-	1100	-
Laiton	HB 60 à 110	1400	1000	-	750	-
Aluminium pur	HB 25	1050	760	-	550	-
Aluminium à haute teneur en Si	HB55 à 95	1400	1000	-	700	-

Calcul de Puissance en Tournage

Puissance de coupe : Fraisage

En fraisage la formule est :

Si on connait Vf

Pm = (Kc * ap * ar * Vf) / (60*106 * µ)

Si on connait Vc

Pm = (Kc * ap * ar * fz * Z * Vc) / (60*103 * π *D * µ)

Avec

Pm puissance moteur en [KW]
Kc pression spécifique de coupe en [N/mm²] (voir tableaux)
Vf vitesse d’avance en [mm/min]
ap profondeur de passe en [mm]
ar largeur de coupe en [mm]
µ rendement du moteur (µ < 1)
Z nombre de dents de la fraise
Vc vitesse de coupe en [m/min]
fz vitesse d’avance en mm/tour/dent
D diamètre de la fraise en [mm]

Determination de fz s’il n’est pas connu

Détermination de l’effort de Coupe KC en Fraisage

Pression spécifique de coupe Kc en Mpa
Matiière	Résistance à la traction (Mpa) et dureté	0,1 mm/tr	0,2 mm/tr	0,3 mm/tr	0,4 mm/tr	0,6 mm/tr
Acier doux	520	2200	1950	1820	1700	1580
Acier au carbone	620	1980	1800	1730	1600	1570
Acier traité	720	2520	2200	2040	1850	1740
Acier outil	670	1980	1800	1730	1700	1600
Acier outil	770	2030	1800	1750	1700	1580
Acier chrome manganèe	770	2300	2000	1880	1750	1660
Acier chrome manganèse	630	2750	2300	2060	1800	1780
Acier chrome molybdène	730	2540	2250	2140	2000	1800
Acier chrome molybdène	600	2180	2000	1860	1800	1670
Acier nickel chrome molybdène	940	2000	1800	1680	1600	1500
Acier nickel chrome molybdène	352HB	2100	1900	1760	1700	1530
Acier inoxydable austénitique	155HB	2030	1970	1900	1770	1710
Fonte	520	2800	2500	2320	2200	2040
Fonte dure	46HRC	3000	2700	2500	2400	2200
Fonte ductile	360	2180	2000	1750	1600	1470
Fonte grise	200HB	1750	1400	1240	1050	970
Cuivre	500	1150	950	800	700	630
Alliage Aluminium Al-Mg	160	580	480	400	350	320
Alliage Aluminium Al-SI	200	700	600	490	450	390
Alliage Aluminium Al-Zn-Mg-Cu	570	880	840	840	810	720