Vitesse d'avance vs Vitesse de coupe : Comprenez enfin la différence pour votre machine CNC

La différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de coupe est une confusion très courante. Beaucoup de gens croient que c'est la même chose. Mais ce n'est pas le cas. Connaître la différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de coupe est très important pour obtenir de bons résultats.

Cet article est là pour vous aider. Je vais l'expliquer avec des mots simples. Vous apprendrez ce que signifie chaque terme. Vous apprendrez également pourquoi c'est important pour votre machine CNC. Lorsque vous aurez fini de lire, vous comprendrez comment choisir les bonnes vitesses d'avance et de coupe. Cela vous aidera à fabriquer de meilleures pièces. Cela prolongera la durée de vie de votre outil de coupe. Et cela améliorera et accélérera le fonctionnement de votre machine.

Pourquoi le taux d'avance et la vitesse de coupe sont-ils si importants ?

Vous pouvez les considérer comme le cœur de toute opération d'usinage. Des vitesses d'avance incorrectes peuvent casser votre outil de coupe. Elles peuvent également vous donner un mauvais état de surface. Une vitesse de coupe incorrecte peut faire fondre le tranchant. Elle peut également provoquer des vibrations qui ruineront votre pièce. Il est très important de régler parfaitement vos vitesses d'avance. Pour devenir un excellent opérateur de machine, vous devez comprendre la différence entre les deux. La première étape consiste à connaître la différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de coupe. Le grand nombre de vitesses d'avance parmi lesquelles vous pouvez choisir peut rendre cela difficile.

Alors, qu'est-ce que la vitesse de coupe dans le processus d'usinage CNC ?

Commençons par la vitesse de coupe. Ce n'est pas la même chose que la vitesse à laquelle tourne la broche de la machine CNC. C'est une erreur que beaucoup de gens font. La vitesse de coupe concerne la vitesse à laquelle se déplace le tranchant de l'outil de coupe. C'est la vitesse qu'il utilise pour se déplacer à travers le matériau que vous coupez. Elle est également connue sous le nom de vitesse de surface. C'est la différence de vitesse entre l'outil de coupe en mouvement et la pièce sur laquelle on travaille. Imaginez que l'outil de coupe est une voiture et que le matériau est une route. La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle le pneu de la voiture se déplace sur la surface de la route.

La vitesse de coupe est importante. En effet, elle a un impact important sur la température de coupe. Une vitesse de coupe plus élevée produira plus de chaleur. S'il y a trop de chaleur, cela peut nuire à l'outil de coupe et à la pièce à usiner. La vitesse de coupe détermine la durée de vie de l'outil. Différents matériaux nécessitent différentes vitesses de coupe. Par exemple, un matériau dur comme l'acier aura besoin d'une vitesse de coupe plus faible. Un matériau mou comme l'aluminium peut utiliser une vitesse plus rapide. Vous devez utiliser des vitesses de coupe plus lentes pour les métaux durs. Trouver la bonne vitesse de coupe dans Usinage CNC est très important. La vitesse de coupe est essentielle pour un bon résultat.

Et qu'est-ce qui différencie l'avance de la vitesse de broche ?

Nous pouvons maintenant parler des vitesses d'avance. La vitesse de coupe concerne la vitesse à laquelle le tranchant de l'outil coupe. La vitesse d'avance est la vitesse à laquelle l'outil de coupe est poussé dans le matériau. La vitesse d'avance est la distance parcourue par l'outil de coupe à chaque tour complet de la broche. La vitesse de la broche est simplement la vitesse à laquelle l'outil tourne. Nous la mesurons en tours par minute (RPM). La vitesse d'avance, cependant, est la vitesse à laquelle cet outil en rotation se déplace vers l'avant, sur le côté ou vers le bas dans la pièce.

La vitesse d'avance a un impact direct sur l'épaisseur du copeau de matériau que votre outil de coupe enlève. Une vitesse d'avance plus élevée produira un copeau plus épais. Cela conduit à un taux d'enlèvement de matière plus rapide, ce qui signifie que vous enlevez de la matière plus rapidement. Cela peut raccourcir votre temps d'usinage. Mais vous devez être prudent ! Des vitesses d'avance très élevées peuvent exercer une trop grande contrainte sur votre outil de coupe. Cela peut le casser. Une vitesse d'avance plus lente produit un copeau plus fin. C'est plus facile pour l'outil et cela vous donne généralement un meilleur état de surface. Les réglages de votre machine CNC pour les vitesses d'avance sont très importants. Ajuster la vitesse d'avance est quelque chose que vous ferez souvent. Ainsi, la différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de la broche est simple. L'une concerne la rotation (vitesse de la broche) et l'autre concerne le déplacement vers l'avant (vitesse d'avance). La vitesse d'avance a également un impact important sur les forces de coupe.

Comment puis-je voir la différence réelle entre l'avance et la vitesse ?

Je crois que les exemples simples sont la meilleure façon d'apprendre. Pensons à percer un trou dans un morceau de bois. Vous utilisez une perceuse électrique.

• Spindle Speed: C'est la vitesse à laquelle le foret tourne. Vous utilisez la gâchette de la perceuse pour contrôler cela. Une vitesse de broche élevée signifie que le foret tourne très vite.
• Vitesse de coupe : C'est la vitesse à laquelle le bord extérieur du foret en rotation se déplace. Un foret large aura une vitesse de coupe plus élevée qu'un foret fin. Cela est vrai même s'ils ont tous les deux la même vitesse de broche. Cette vitesse entre l'outil de coupe et le matériau est très importante.
• Feed Rate: C'est la force avec laquelle vous poussez la perceuse dans le morceau de bois. Si vous poussez très fort, vous avez une vitesse d'avance élevée. Si vous poussez avec peu de force, vous avez une vitesse d'avance plus lente.

Avec une machine CNC, vous programmez ces réglages au lieu de le faire à la main. La machine CNC contrôle la vitesse à laquelle l'outil de coupe se déplace par rapport à la pièce à usiner. La différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de coupe est comme pousser la perceuse par rapport à la vitesse à laquelle le bord de la perceuse coupe. Connaître cette différence entre la vitesse de coupe et la vitesse d'avance fait une énorme différence. Cela vous aidera à comprendre complètement la différence. Le sujet de la vitesse d'avance par rapport à la vitesse de coupe ne concerne que deux actions distinctes dans le processus d'usinage.

Quelle est la relation entre la vitesse de coupe et l'avance ?

La vitesse de coupe et les vitesses d'avance doivent fonctionner ensemble. Vous ne pouvez pas en définir une et simplement oublier l'autre. La relation entre la vitesse de coupe et la vitesse d'avance est comme un partenariat. Un bon processus d'usinage trouve le bon équilibre entre les deux. Par exemple, un outil de coupe fabriqué dans un matériau de coupe résistant comme le carbure peut généralement supporter des vitesses de coupe plus élevées. Lorsque vous utilisez une vitesse de coupe élevée, vous pouvez souvent utiliser des vitesses d'avance plus élevées également. Cela vous permet de terminer le travail plus rapidement.

Mais, si vous utilisez une vitesse de coupe élevée et que votre vitesse d'avance est trop lente, vous risquez de frotter l'outil de coupe contre le matériau. C'est mauvais car cela ne coupe pas bien. Cela produit beaucoup de chaleur et use l'outil très rapidement. De plus, si votre vitesse d'avance est trop élevée pour votre vitesse de coupe, vous pouvez exercer trop de travail sur l'outil de coupe et le casser. Trouver le bon équilibre entre la vitesse de coupe et les vitesses d'avance est très important pour que votre machine fonctionne bien. Vous devez utiliser la bonne vitesse d'avance et la bonne vitesse de coupe pour chaque travail sur votre machine CNC.

Pourquoi est-il si important de trouver la meilleure vitesse de coupe ?

Trouver la meilleure vitesse de coupe est très important pour quelques grandes raisons. Tout d'abord, cela affecte directement la durée de vie de votre outil de coupe. Si vous faites fonctionner un outil trop vite, cela crée une température de coupe élevée. Cette chaleur élevée émoussera très rapidement le tranchant. Cela signifie que vous devez dépenser plus d'argent pour acheter de nouveaux outils. Une vitesse de coupe plus faible est plus facile pour l'outil. Cela peut prolonger considérablement la durée de vie d'un outil de coupe. Chaque matériau d'outil de coupe a une plage de vitesse de coupe recommandée pour couper différents types de matériaux.

Deuxièmement, la vitesse de coupe est très importante pour l'état de surface de votre pièce. Si la vitesse est trop élevée, cela peut provoquer un « bord rapporté ». C'est lorsque de petits morceaux de matériau se soudent à l'outil de coupe. Cela vous donne une finition rugueuse. Si la vitesse est trop lente, cela peut provoquer des « marques de bavardage ». La meilleure vitesse de coupe vous donnera une coupe lisse et propre. Déterminer la vitesse de coupe n'est pas une supposition. Elle est basée sur la science et votre propre expérience. La vitesse de coupe est principalement affectée par le matériau que vous coupez et le matériau de l'outil de coupe. Les matériaux plus mous permettent des vitesses de coupe plus élevées.

Voici un tableau simple. Il montre comment les matériaux modifient la vitesse de coupe que vous devriez utiliser :

Comme vous pouvez le constater, les matériaux plus durs nécessitent des vitesses de coupe plus lentes. Cela aide à gérer la température de coupe et la durée de vie de l'outil. Votre machine CNC peut être endommagée si vous utilisez les mauvaises vitesses. Vous devez toujours rester dans la vitesse de coupe recommandée pour votre outil et votre matériau.

Comment déterminer le meilleur taux d'avance pour un projet ?

Tout comme pour la vitesse de coupe, trouver la meilleure vitesse d'avance consiste à trouver un équilibre. L'objectif principal lors de la recherche de la meilleure vitesse d'avance est d'enlever de la matière aussi vite que possible. Mais vous devez le faire sans casser l'outil ni obtenir une mauvaise finition. La vitesse d'avance que vous pouvez utiliser dépend de la résistance de l'outil de coupe. Elle dépend également de la puissance de votre machine CNC. Une machine CNC solide et robuste et un outil de coupe résistant peuvent supporter des vitesses d'avance plus élevées.

Lorsque vous effectuez une « passe d'ébauche », votre objectif est d'enlever rapidement beaucoup de matière. Pour cela, vous voudrez utiliser des vitesses d'avance plus élevées. Lorsque vous effectuez une « passe de finition », l'aspect de la surface est très important. Pour cela, vous utiliserez des vitesses d'avance plus lentes pour éviter les marques. Ces marques, parfois appelées marques d'avance, se produisent lorsque l'outil de coupe commence à couper le matériau. Une avance plus lente rendra ces marques plus petites. Elles seront plus rapprochées, ce qui donne un aspect plus lisse. Vous devez modifier vos vitesses d'avance pour chaque opération d'usinage. Les matériaux durs peuvent nécessiter des vitesses d'avance plus lentes pour empêcher l'outil de se casser. La vitesse d'avance dans l'usinage CNC est un réglage que vous devez très bien apprendre. Des vitesses d'avance plus faibles sont souvent nécessaires pour les travaux qui comportent beaucoup de détails.

Quels sont les éléments qui affectent vos vitesses d'avance et vos vitesses de coupe ?

De nombreux éléments peuvent modifier les vitesses d'avance et de coupe parfaites pour un travail. Ce n'est pas la même chose pour chaque situation. Je dis aux gens de penser à ces choses importantes :

• Matériau de la pièce à usiner : Nous en avons déjà parlé. L'aluminium mou et l'acier dur nécessitent des vitesses d'avance et de coupe très différentes. Les matériaux plus durs nécessitent des vitesses de coupe plus faibles et souvent des vitesses d'avance plus lentes.
• Matériau de l'outil de coupe : Un outil de coupe fabriqué dans un matériau à haute résistance comme le carbure peut supporter des vitesses de coupe plus élevées. Un outil fabriqué en acier rapide (HSS) ne le peut pas. Le type d'outil de coupe est très important.
• Diamètre de l'outil de coupe : Le diamètre de l'outil de coupe est très important pour déterminer la vitesse de la broche. Un outil plus grand a besoin d'un régime plus faible pour obtenir la même vitesse de surface qu'un outil plus petit.
• Nombre de goujures : Le nombre d'arêtes de coupe sur un outil est appelé « goujures ». Ce nombre affecte votre vitesse d'avance. Les outils avec plus de goujures peuvent souvent permettre des vitesses d'avance plus élevées. En effet, le travail de coupe est réparti sur plus d'arêtes.
• Robustesse de la machine et de la configuration : Une machine CNC lourde et solide avec une configuration solide peut supporter une force de coupe beaucoup plus élevée. Cela signifie que vous pouvez utiliser des vitesses d'avance plus élevées. Vous ne provoquerez pas de vibrations ou de bavardages. Votre machine CNC a des limites.

Penser à toutes ces choses vous aidera à choisir la meilleure vitesse d'avance et la meilleure vitesse de coupe. C'est un élément très important de tout bon processus d'usinage CNC.

Une machine CNC peut-elle utiliser n'importe quelle vitesse d'avance ou vitesse de coupe ?

C'est une très bonne question. La réponse est non. Chaque machine CNC a ses propres limites. La machine CNC elle-même est un facteur important dans les vitesses d'avance et les vitesses que vous pouvez utiliser. Une petite machine CNC de loisir n'a pas la puissance ou la robustesse nécessaires pour supporter des vitesses d'avance rapides. Une grande machine industrielle peut en supporter beaucoup plus.

La vitesse de broche maximale de la machine limitera votre vitesse de coupe la plus élevée. Cela est particulièrement vrai lorsque vous utilisez de petits outils. La puissance du moteur de la broche détermine la force de coupe que la machine peut supporter. Cela limite ensuite votre taux d'enlèvement de matière. C'est une mauvaise idée de pousser une machine CNC au-delà de ses limites. Cela peut entraîner une coupe incorrecte de la machine. Cela peut également entraîner la rupture d'outils, voire des dommages à la machine elle-même. Vous devez connaître votre machine CNC. Vous devez savoir ce qu'elle peut et ne peut pas faire lorsque vous réglez vos vitesses d'avance et votre vitesse de coupe et votre vitesse d'avance.

Un exemple concret du processus d'usinage

Examinons une opération d'usinage simple sur une machine CNC. Disons que nous devons découper une poche dans un bloc d'aluminium. Nous utiliserons une fraise en carbure de 1/2 pouce.

1. Choisir la vitesse de coupe : Tout d'abord, nous recherchons la vitesse de coupe recommandée pour un outil en carbure coupant de l'aluminium. La vitesse est élevée, peut-être autour de 800 pieds de surface par minute (SFM). Nous utilisons une formule avec le diamètre de l'outil de coupe. Cela transforme le SFM en vitesse de broche (RPM) pour notre machine CNC.
2. Choisir la vitesse d'avance : Ensuite, nous trouvons la « charge de copeaux » recommandée pour notre outil de coupe. La charge de copeaux est l'épaisseur de matériau que chaque arête de coupe doit enlever. Disons qu'elle est de 0,005 pouce pour chaque dent. Nous multiplions ce nombre par le nombre de goujures sur l'outil. Ensuite, nous le multiplions par la vitesse de la broche. Cela nous donne notre vitesse d'avance de départ. Cette vitesse d'avance est très importante pour bien faire le travail.
3. Faire fonctionner et écouter : Nous programmons ces vitesses d'avance et ces vitesses dans la machine CNC. Mais nous ne nous contentons pas de nous éloigner. Nous écoutons attentivement. Un opérateur de machine expérimenté peut entendre si les réglages sont corrects. Un son aigu peut signifier que la vitesse d'avance est trop faible. Un bruit de grondement fort peut signifier que la vitesse d'avance est trop élevée ou que la coupe est trop profonde.
4. Ajuster : Nous apportons de petites modifications en fonction de ce que nous voyons et entendons. Nous pourrions augmenter la vitesse d'avance de 10% pour obtenir un meilleur taux d'enlèvement de matière. Ou nous pourrions utiliser une vitesse d'avance plus lente lors de la dernière passe pour obtenir une meilleure finition. C'est l'art du processus d'usinage CNC. La vitesse à laquelle la pièce à usiner se déplace devant l'outil de coupe est contrôlée par ces vitesses d'avance. La pièce à usiner se déplace devant l'outil de coupe de la meilleure façon lorsque vos réglages sont corrects. Connaître la différence entre la vitesse d'avance et la vitesse de coupe facilite tout ce processus.

Ce qu'il faut retenir

Je sais que cela fait beaucoup d'informations. Mais si vous pouvez vous souvenir de ces points principaux, vous serez en voie de devenir très bon dans l'utilisation de votre machine CNC.

• Vitesse de coupe est la vitesse à laquelle le bord de l'outil se déplace sur le matériau. Elle est mesurée en pieds ou en mètres par minute. Elle a un impact important sur la durée de vie de l'outil et la température de coupe.
• Vitesse d'alimentation est la vitesse à laquelle l'outil de coupe se déplace dans le matériau. Elle est mesurée en pouces ou en millimètres par minute. Elle contrôle l'épaisseur du copeau et le temps d'usinage.
• Elles sont différentes mais fonctionnent ensemble. Vous devez trouver le bon équilibre. Vous ne pouvez pas en définir une et ne pas penser à l'autre. L'équilibre entre la vitesse de coupe et la vitesse d'avance est très important.
• Vos matériaux sont la partie la plus importante. Le matériau de la pièce à usiner et le matériau de l'outil de coupe sont les éléments les plus importants à prendre en compte lors du choix de votre vitesse d'avance et de votre vitesse de coupe de départ.
• Écoutez votre machine. Les chiffres que vous calculez ne sont qu'un point de départ. Vos yeux et vos oreilles sont d'excellents outils pour apporter de petites modifications au processus d'usinage afin d'obtenir les meilleurs résultats. Un bon opérateur de machine CNC est toujours très attentif.