25
620 MANUEL D¥USINAGE GARANT Sommaire Listes de formules 621 Vitesse, avance 621 Débit d'enlèvement de copeaux 621 Caractéristiques des états de surface 621 Effort, puissance et couple lors de l'usinage 622 Perçage, lamage, alésage 622 Filetage 623 Sciage 623 Fraisage 624 Tournage 625 Temps machine 626 Perçage, lamage, alésage 626 Filetage 626 Sciage 626 Fraisage 627 Tournage 627 Ajustements ISO – Système d'arbre normalisé 628 Ajustements ISO – Système d'alésage normalisé 629 Complément aux ajustements ISO – Système d'alésage normalisé 630 Unités SI – Unités de mesures internationales 631 Principales unités SI 631 Principaux symboles 631 Energie / Travail 631 Principales conversions en unités SI 631 Conversion des tensions mécaniques 631 Tableaux de conversion – pouces/millimètres 631 Tableaux de conversion – unités de mesure 632 Mètre-kilogramme – Newton-mètre 632 Pied-livre – Newton-mètre 632 Pouces – Millimètres 633 Millimètres – Pouces 632 Tableau de comparaison dureté/résistance à la traction 633 Index 634

Manuel Garant - Partie 12-1

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Page 1: Manuel Garant - Partie 12-1

620

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Sommaire

Listes de formules 621

Vitesse, avance 621Débit d'enlèvement de copeaux 621Caractéristiques des états de surface 621Effort, puissance et couple lors de l'usinage 622

Perçage, lamage, alésage 622Filetage 623Sciage 623Fraisage 624Tournage 625

Temps machine 626Perçage, lamage, alésage 626Filetage 626Sciage 626Fraisage 627Tournage 627

Ajustements ISO – Système d'arbre normalisé 628

Ajustements ISO – Système d'alésage normalisé 629

Complément aux ajustements ISO – Système d'alésage normalisé 630

Unités SI – Unités de mesures internationales 631

Principales unités SI 631Principaux symboles 631Energie / Travail 631Principales conversions en unités SI 631Conversion des tensions mécaniques 631Tableaux de conversion – pouces/millimètres 631

Tableaux de conversion – unités de mesure 632

Mètre-kilogramme – Newton-mètre 632Pied-livre – Newton-mètre 632Pouces – Millimètres 633Millimètres – Pouces 632

Tableau de comparaison dureté/résistance à la traction 633

Index 634

Page 2: Manuel Garant - Partie 12-1

621

Informations

Liste des formules

Vitesse, avance

Vitesse de rotationD Diamètref Avancefz Avance par dentn Vitesse de rotationvc Vitesse de coupevf Vitesse d'avancez Nombre de dentsπ 3,14159...

Vitesse de coupe

Avance par dent

Avance par tour

Vitesse d'avance

Débit d'enlèvement de copeaux

Débit d'enlèvement de copeaux

A Section de coupeFc Effort de coupeQ Débit d'enlèvement de

copeauxQc Débit d'enlèvement de

copeaux spécifiqueae Largeur de passeap Profondeur de coupevc Vitesse de coupevf Vitesse d'avancekc Effort de coupe spécifique

Débit d'enlèvement de copeaux spécifique

Caractéristiques des états de surface

Profondeur de rugosité moyenne Ra Valeur de rugosité

moyenneRt Profondeur de rugosité

théoriqueRz Profondeur de rugosité

moyennef Avancerε Rayon d'angle

Profondeur de rugosité théorique

Valeur de rugosité moyenne

nvc 1000⋅

D π⋅-------------------=

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Info

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ion

s

Page 3: Manuel Garant - Partie 12-1

622

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Effort, puissance et couple lors de l'usinage

Perçage, lamage, alésage A Section de coupe

D Diamètre extérieur

Fc Effort de coupe

Fcz Effort de coupe par dent

Md Couple

Pa Puissance d'entraîne-ment

Pc Puissance de coupe

ap Profondeur de coupe

b Largeur de coupe

d Diamètre intérieur

d1max Diamètre extérieur max.

d2 Diamètre intérieur

f Avance

fz Avance par dent

fB Facteur de procédé pour le perçage

fSe Facteur de procédé pour le lamage

h Epaisseur de coupe

kc Effort de coupe spécifi-que

kc1.1 Effort de coupe spécif. pour A = 1 mm2

m Montée de la tangente

vc Vitesse de coupe

z Nombre de dents

σ Angle au sommet

η Rendement

Perçage :

Perçage sur avant-trou :

Lamage :

Perçage :

Perçage sur avant-trou, lamage :

Perçage :

Perçage sur avant-trou, lamage :

A b h ap fz⋅=⋅=

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σ2---sin

----------=

Fc A kc b h kc⋅ ⋅=⋅=

kc

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Fcz

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Pc

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Pc

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Pc

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⎝ ⎠

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Md

Fcz zD4---⋅ ⋅

1000-----------------=

MdFcz z D d+( )⋅ ⋅

4000-----------------------------=

Page 4: Manuel Garant - Partie 12-1

623

Informations

Effort, puissance et couple lors de l'usinage

Taraudage A Section de coupeD2 Diamètre sur flancsFc Effort de coupeMc Moment de coupeKVer Facteur de correction

d'usureP PasPa Puissance

d'entraînementPc Puissance de coupefGs Facteur de procédé pour

le filetageh Epaisseur de coupekc Effort de coupe

spécifiquekc1.1 Effort de coupe spécif.

pour A = 1 mm2

m Montée de la tangenten Vitesse de rotationz Nombre de dentsη Rendement

Sciage

Sciage circulaire :

Sciage ruban :

As Surface de coupe spécifique

D Diamètre de la lame de scie

Fc Effort de coupeMd CoupleKVer Facteur de correction

d'usurePa Puissance

d'entraînementPc Puissance de coupeT Pasap Profondeur de coupeb Largeur de coupefSa Facteur de procédé pour

le sciagefz Avance par denth Epaisseur de coupekc Effort de coupe

spécifiquekc1.1 Effort de coupe spécif.

pour A = 1 mm2

l Longueur de coupem Montée de la tangenten Vitesse de rotationvc Vitesse de coupez Nombre de dentsziE Dents en contactπ 3,14159...η Rendement

A 0 4, P⋅≈

Fc1z-- A kc fGs KVer⋅ ⋅ ⋅ ⋅=

kc

kc1.1

hm

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Pa

Pc

η----= Pc

Mc n⋅9554------------=

Mc Fc zD2

2-----⋅ ⋅=

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As D π⋅ ⋅l vc z 1000⋅ ⋅ ⋅----------------------------=

fzAs T⋅

l vc 1000⋅ ⋅-----------------------=

Fcz ap fz kc fSa KVer⋅ ⋅ ⋅ ⋅=

kc

kc1.1

hm

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Pa

Pc

η----= Pc

Fc vc⋅60 000--------------- ziE⋅=

Md9554 Pc⋅

n-------------------=

Page 5: Manuel Garant - Partie 12-1

624

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Effort, puissance et couple lors de l'usinage

Fraisage

Fraisage en bout :

Détourage :

A Section de coupeD Diamètre de l'outilDa Diamètre de l'héliceF cmz Effort de coupe moyen

par tranchantMd CouplePa Puissance d'entraîne-

mentPc Puissance de coupeae Largeur de passeap Profondeur de coupeb Largeur de coupebr Enjambementdeff Diamètre d'outil effectiff Avancefz Avance par denthm Epaisseur de coupe

moyennekc Effort de coupe spécifi-

quekc1.1 Effort de coupe spécif.

pour A = 1 mm2

m Montée de la tangenten Vitesse de rotationvc Vitesse de coupevceff Vitesse de coupe

effectivezeff Nombre de dents

effectifziE Nombre de dents en

contactΠK Produit des facteurs de

correctionκr Angle de directionϕs Angle d'arc de coupeπ 3,14159...η Rendement

Fraises à bout sphériqueDiamètre effectifde la fraise

Vitesse de coupeeffective

Fraisage à coupes parallèlesEnjambement

Fraisage en plongéehélicoïdalVitesse d'avance

A b hm ap f⋅=⋅=

bap

κrsin-----------=

hm114 6°,ϕs

°---------------- fz κrsin

ae

D----⋅ ⋅ ⋅=

b ae=

Fcmz A kc b hm kc ΠK⋅ ⋅ ⋅=⋅=

kc

kc1.1

hmm

---------=

Pa

Pc

η----= Pc

Fcmz vc ziE⋅ ⋅60 000

------------------------=

Md

9554 Pc⋅n

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deff 2 D ap ap2–⋅⋅=

vceff2 π n⋅ ⋅1000-------------- D ap ap

2–⋅⋅=

br 2 ap D ap–( )⋅⋅=

vf

n fz zeff Da D–( )⋅ ⋅ ⋅Da

---------------------------------------=

Page 6: Manuel Garant - Partie 12-1

625

Informations

Effort, puissance et couple lors de l'usinage

Tournage A Section de coupe

Fc Effort de coupe

Md Couple

Pa Puissance d'entraînement

Pc Puissance de coupe

ap Profondeur de coupe

b Largeur de coupe

f Avance

h Epaisseur de coupe

kc Effort de coupe spécifique

kc1.1 Effort de coupe spécif. pourA = 1 mm2

m Montée de la tangente

n Vitesse de rotation

vc Vitesse de coupe

κr Angle de direction

η Rendement

A b h ap f⋅=⋅=

h f κrsin⋅=bap

κrsin-----------=

Fc A kc b h kc⋅ ⋅=⋅=

kc

kc1.1

hm

---------=

Pa

Pc

η----= Pc

Fc vc⋅60 000---------------=

Md

9554 Pc⋅n

-------------------=

Page 7: Manuel Garant - Partie 12-1

626

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Temps machine

Perçage, lamage, alésage D Diamètre de l'outil

L Course totale

f Avance

l Epaisseur de la pièce

la Course initiale

lu Course de dépassement

n Vitesse de rotation

th Temps machine

σ Angle au sommet

Trou débouchant :

Alésage :

Lamage :

Alésage :

Filetage à la fraise L Course totale

d Diamètre de filetage

f Avance

i Nombre de coupes

n Vitesse de rotation

th Temps machine

π 3,14159...

Sciage A Section à tronçonner

As Section de coupespécifique

th Temps machine

thL

f n⋅-------=

L l la lu+ +=

L l 3 D

2σ2---⎝ ⎠

⎛ ⎞tan⋅----------------------+ +=

L l 1 D

2σ2---⎝ ⎠

⎛ ⎞tan⋅----------------------+ +=

L l 6+=

L l D+=

thL i⋅f n⋅-------=

L76-- d π⋅ ⋅=

thAAs

----=

Page 8: Manuel Garant - Partie 12-1

627

Informations

Temps machine

Fraisage D Diamètre de l'outilL Course totaleZl Surépaisseur d'usi-

nageae Largeur de passea e Largeur de passe spé-

cifiquef Avancei Nombre de coupesl Longueur de la piècela Course initialelu Course de dépasse-

mentn Vitesse de rotationth Temps machiney Ecart par rapport au

centre de la fraise

Fraisage en bout Ebauche

Centré

Excentré – centre de la fraise dans la pièce

Excentré – centre de la fraise hors de la pièce

Finition

Détourage Ebauche

Finition

Tournage

TournagelongitudinalDressage

D Diamètre extérieurde la pièce

L Course totaleap Profondeur de couped Diamètre intérieur

de la piècef Avanceg Nombre de

filetsi Nombre de coupesl Longueur de la piècela Course initialelu Course de

dépassementn Vitesse de rotationp Pas de filetaget Profondeur de filetageth Temps machine

Cylindre plein

Cylindre creux

Filetage au tour

thL i⋅f n⋅-------=

L l 2Zl la lu+ + +=

la lu+ 3 D2--- 0 5 D

2ac–⋅,–+=

la lu+ 3 D2---

D2---⎝ ⎠

⎛ ⎞

2

a′e2––+=

la lu+ 3D2---⎝ ⎠

⎛ ⎞

2

y2–

D2---⎝ ⎠

⎛ ⎞

2

ae y–( )2⋅–+=

la lu+ 3 D+=

la lu+ 3 D ae ae2–⋅+=

la lu+ 3 2 D ae ae2–⋅+=

thL i⋅f n⋅-------=

L l la lu+ +=

L l 4+=

L laD2---+=

L laD d–

2----------- lu+ +=

i tap

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Page 9: Manuel Garant - Partie 12-1

628

MANUEL D¥USINAGE GARANT

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Page 10: Manuel Garant - Partie 12-1

629

Informations

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Page 14: Manuel Garant - Partie 12-1

633

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Page 15: Manuel Garant - Partie 12-1

634

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Index

A

Acier 44, 51Acier allié 51, 53, 56Acier non allié 51, 56Classification 51, 53Désignation 44Teneur en carbone 51Traitement thermique 55Usinabilité 52, 53, 56

Alésage 154Alésoirs - exécutions 307Cote négative de frottement 314Diamètre de préperçage 172Efforts, couple, puissance 166, 306Exemples d'utilisation 181Forets à plaquettes 179Forets à tête d'alésage 178Forets en carbure monobloc 177Forets hélicoïdaux 172Grandeurs de coupe 164, 305Influences sur le résultat de perçage 186Profondeur de perçage 171Qualités 312Résolution des problèmes 187Tableaux des valeurs indicatives 188, 316Temps machine 170, 306

Alliages à base de cobalt 75Paramètres de coupe 76

Alliages à base de nickel 73Paramètres de coupe 74

Aluminium 63Classification 64Paramètres de coupe 68Usinabilité 65Valeurs technologiques 66

Angle de direction 120Arête rapportée 100Avance 621

B

Barres d'alésage 509Bris 106Brise-copeaux 514Bronze 72

C

Carbure 143Cermet 145Cônes creux 594Cônes standard 592Copeau 95, 96

Formes de copeaux 97Types de copeaux 96

Couple 121Couple 121, 622, 623, 624, 625Cuivre 72

Paramètres de coupe 73

D

Débit d'enlèvement de copeaux 122, 621Déformation plastique 104Diamant 148

Barres d'alésage 508, 518Brise-copeaux 514Dressage 505Efforts, puissance 503Exemples d'utilisation 531Filetage au tour 506, 520Grandeurs de coupe 502Outils de tour 507Paramètres de coupe pour l'acier 59Plaquettes pour tournage 510Plaquettes Wiper 513Porte-outils 508Résolution des problèmes 531Tableaux des valeurs indicatives 535Techniques de tournage 501Temps machine 504Tournage 498Tournage de finition 530Tournage extérieur 519

Page 16: Manuel Garant - Partie 12-1

635

Informations

Tournage intérieur 517Tournage longitudinal 504Tronçonnage 525Usinage de gorges 527

Durée de vie 107Equation de la durée de vie 109Facteurs d'influence 109

E

Effort 112, 622, 623, 624, 625Effort actif 113Effort de coupe 114

Equation 118, 622, 623, 624, 625Facteurs de correction 118Facteurs d'influence 119

Effort d'avance 113, 120Effort de coupe spécifique 115, 116, 117

Valeurs indicatives 116, 117Effort de coupe total 112

Composantes 112Equation 113

Effort passif 113, 120Elastomères 77Equations 621Equilibrage 606

Faux-rond dynamique 607Faux-rond résiduel 609Faux-rond statique 607Qualités d'équilibrage totales 610Qualités d'équilibrage 608

Essai de dureté 87, 88Métaux 87Plastiques 88

F

Ferrite 52Filetage 262

Outils de filetage 263Tableaux des avant-trous de taraudage 267Types 266

Filetage à la fraise 279Spécificités 281

Filetage à la fraise 280

Exemples d'utilisation 290, 291Filetage à la fraise à plaquettes 287Filetage à la fraise à queue 285Principe 280Temps machine 280

Filetage au tour 520Approche 523Exemple d'utilisation 536Méthode d'usinage 521Nombre de coupes 524Sous-plaquettes 522Tableau des valeurs indicatives 582Temps machine 506

Fissuration de l'arête de l'outil 105Fonte d'acier 60Fonte dure 60, 62Fonte malléable 61, 62Fontes 51, 62

Classification 51, 60Désignation 46Paramètres de coupe 63Usinabilité 61

Formation de copeaux 94Formules 621Fraisage 342

Calcul de la valeur de travail 369Classification des techniques de fraisage 357Détourage 365, 368Exemples d'utilisation 373Fraisage en bout 366, 366Grandeurs de coupe 362Influence sur les résultats de fraisage 372Outils de fraisage 359, 377Résolution des problèmes 378Tableaux des valeurs indicatives 379Type d'outil 353

G

Graphite 61, 62Fonte grise 61

Groupes de matières 10Classification 10

Page 17: Manuel Garant - Partie 12-1

636

MANUEL D¥USINAGE GARANT

L

Laiton 72Lamage 292

Efforts, couple, puissance 295Grandeurs de coupe 294Tableaux des valeurs indicatives 297Temps machine 296

Lubrification à quantité minimale 126, 135

M

Magnésium 68Paramètres de coupe 69

Mandrins de serrage 596Limites d'utilisation 603Mandrins de frettage 600Mandrins de haute précision 599Mandrins expansibles hydrauliques 598Mandrins porte-fraise 596Pinces de serrage 597Vitesses de rotation limites 605

Matières de coupe 140Acier rapide 142, 153Aperçu 151Carbure 143, 151, 152, 153CBN 146, 151Cermet 145, 153Diamant 148Propriétés 140

Matières ferreuses 51Matières 8

Désignation 43Métaux non ferreux 63

Désignation 48Moletage 539

Profils 539Technique 541Valeurs d'utilisation 588

N

Nitrure de bore 146

O

Outils entraînés 614Utilisation dans des centres d'usinage 618Utilisation sur tourelle à plateau 615Utilisation sur tourelle en étoile 616

P

Perlite 52Plaquettes 510Plastiques 76

Classification 76Désignation 80Identification et propriétés 80Plastiques renforcés de fibres (FVK) 78Usinabilité 83

Porte-outils VDI 613Puissance 121, 123

Q

Queues d'outils 619

R

Résines thermodurcissables 77Revêtements 134, 140, 149

Propriétés 150Technique 149

Rugosité 124Profondeur de rugosité 124, 621

S

Sciage 324Effort, puissance 327Formes de dent 329Grandeurs de coupe 326Pas 329, 332, 333Précisions 325Résolution des problèmes 334Tableaux des valeurs indicatives 336Temps machine 328

Serrage 590

Page 18: Manuel Garant - Partie 12-1

637

Informations

Comparaison des mandrins de serrage 603Cônes creux 594Cônes standard 592Equilibrage 606Mandrins de frettage 600Mandrins de haute précision 599Mandrins expansibles hydrauliques 598Mandrins porte-fraise 596Outils entraînés 614Pinces de serrage 597Porte-outils 591, 592Porte-outils VDI 613Queues d'outils 619

Stellite 75Surface 124, 621Système de microlubrification 271

T

Taraudage 272Efforts, puissance 275Exemples d'utilisation 289Formes 273Répartition de la coupe 274Tableaux des valeurs indicatives 276

Tarauds à refouler 278Temps machine 626, 627Thermoplastiques 77Titane 70

Paramètres de coupe 71Tournage de finition 530

Exemple d'utilisation 538Tableau des valeurs indicatives 580

Traitement thermique 55Tronçonnage 525

Tableau des valeurs indicatives 584Type d'outil 353

U

Usinabilité 51, 53, 55, 94Usinage à sec 132

Possibilités 133Usinage de gorges 527

Exemple d'utilisation 537Tableau des valeurs indicatives 586

Usinage dur 126, 137Usinage grande vitesse 127

Définition, potentiels 126, 127Exigences relatives au processus 128

Usinage hautes performances 130Usure en cratère 103Usure en dépouille 102, 114Usure en entaille 104Usure 101

Causes 101Formes 102

V

Vitesse de coupe 621, 624Vitesse de rotation 621Volume de copeaux spécifique 122

Page 19: Manuel Garant - Partie 12-1

638

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Rédigé en collaboration avec le Fraunhofer-Institut IWUFraunhofer-Institut fürWerkzeugmaschinen undUmformtechnik IWU – Cenom est synonyme de re-cherche et développe-ment appliqués en étroitecollaboration avec l'éco-nomie, la science et l'Etat.

Des solutions novatricessur l'ensemble de la chaî-ne de processus de latechnologie de mise enforme des matériaux do-cumentent nos objectifs atteints de position dominante dans le secteur de la techniquede production. L'éventail des thèmes de recherche s'étend du vaste domaine des techni-ques de mise en forme avec ses installations connexes aux techniques d'usinage et à lamécanique correspondante, notamment la fabrication d'outils et de moules.

Les méthodes de fabrication traditionnelles de la technique de mise en forme des maté-riaux se heurtent de plus en plus souvent à leurs limites technologiques, écologiques,mais également économiques. De nombreux efforts sur l'ensemble de la chaîne de pro-cessus de la technique de mise en forme des matériaux, et notamment aussi dans le do-maine de la fabrication d'outils et de moules, sont nécessaires pour réduire les coûts,mais aussi et surtout les temps de développement et de fabrication d'outils de formagepar l'utilisation de technologies et de machines productives et pour trouver des solutions

de remplacement pour une fabrication ef-ficace de séries plus petites.

Dans le domaine de l'usinage par enlève-ment de copeaux, les nouveaux dévelop-pements sont à l'heure actuelle essentiel-lement marqués par les exigences entermes de productivité, de flexibilité, dequalité, de sécurité de processus et de res-pect environnemental. Le développe-ment et l'optimisation ciblés de techni-ques, d'outils et de machines ne peuventdès lors être mis en œuvre qu'en présenced'une compréhension suffisante du pro-cessus par des analyses appliquées. Lesprincipaux aspects de la fabrication tech-nologique de l'Institut IWU sont le déve-loppement de méthodes permettant deréduire les délais, notamment la créationde conditions pour une utilisation efficace

Fraisage simultané 5 axessur un hexapode

Fraunhofer IWU, Chemnitz

Page 20: Manuel Garant - Partie 12-1

639

Informations

de techniques de fabrication modernes, comme l'usinage grande vitesse et hautes per-formances, mais également l'usinage dur, à sec et simultané 5 axes.

Avec plus de 130 collaborateurs hautement qualifiés et un département d'essais techni-ques de production de 3 500 m2, le Fraunhofer IWU compte, pour l'Allemagne, parmi lesprincipaux instituts de recherche et de développement appliqués dans les domaines despécialisation décrits. L'offre de l'Institut Fraunhofer IWU englobe notamment les activi-tés suivantes :

V Optimisation et développement de machines-outils et d'installations deproduction, avec technologies, outils et commandes correspondants

V Services pendant et après l'introduction de nouveaux produits et techniquesV Réalisation d'études de faisabilité V Fabrication de prototypesV Services techniques de mesure.

D'une part, l'Institut développe pour les petites,moyennes et grosses industries et sociétés de ser-vices, issues principalement du secteur de l'auto-mobile et de la sous-traitance, des solutions tech-niques et organisationnelles jusqu'à la disponibili-té opérationnelle. D'autre part, il mène, pour lecompte de l'Etat et des Länder allemands, desprojets de recherche stratégiques, qui servent àpromouvoir les innovations et les technologiesclés et de pointe présentant un intérêt public par-ticulier. Dans le cadre de la Communauté euro-péenne, l'Institut participe aux programmes tech-nologiques correspondants.

Les conditions fournies par la structure de l'Institut et l'équipement technique permet-tent des développements et des recherches complexes et globaux. La recherche et le dé-veloppement, l'assurance qualité, l'assistance et la formation sont regroupés sous un mê-me toit.

Egalement dans les prochaines années, les travaux de l'Institut seront axés sur l'optimisa-tion des processus et systèmes de fabrication existants ainsi que sur le lancement et lamise en œuvre de méthodes de production totalement nouvelles.

Adresse de contact :

Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und UmformtechnikReichenhainer Straße 88D-09126 Chemnitz

Tél. : +49 371 5397 400Fax : +49 371 5397 404

Département d'essais dans le secteur de l'enlèvement de copeaux à l'IWU

Page 21: Manuel Garant - Partie 12-1

640

Notes

MANUEL D¥USINAGE GARANT

Page 22: Manuel Garant - Partie 12-1

641

Informations

Notes

Page 23: Manuel Garant - Partie 12-1

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