Optimiser, c'est rechercher la solution la plus satisfaisante tout en respectant un certain nombre de contraintes.

Dans le cas d'une mise en uvre d'une nouvelle production ou d'une amlioration d'une production existante, il peut tre ncessaire d'optimiser le choix des paramtres de coupe.

Il existe de nombreux critres selon lesquels on peut optimiser les paramtres de coupe mais on ne prsentera ici que les trois plus utiliss :

cot minimum d'usinage,

temps minimal d'usinage cadence maximale de fabrication,

volume de copeau donn par arte de coupe.OPTIMISATION DES PARAMTRES DE COUPE

Dure de vie outil : T

La dure de vie d'un outil T est selon l'ISO 3685 le "temps de coupe total d'un outil ncessaire pour atteindre un critre de dure de vie spcifique".

Cette dure de vie n'tant pas infinie, elle impose un arrt rgulier pour le changement de l'arte ou de l'outil.

Elle conditionne donc le temps d'usinage et donc le cot d'usinage d'une pice.

Temps d'usinage : tm

Le temps d'usinage d'une pice peut tre calcul l'aide de la formule :

tm=tc+ti+tcs/p

tc : temps rel de coupe (pendant lequel l'outil produit du copeau)

ti : temps improductif sur le poste (mouvements rapides, montage / dmontage de pices, etc)

tcs : temps de changement d'une arte de coupe (ou to temps de changement outil)

T : dure de vie de l'outil (de l'arte)

p : nombre de pices entre deux changements d'outil (d'arte) : p=Tt/tc

Cout d'usinage : Cu

Le cot d'usinage d'une pice peut tre calcul l'aide de la formule :

Cu=Cc+Ci+Cs+Ccs+C f

Cc=cmtc : cot de coupe par pice

Ci=cmti : cot improductif par pice

Cm=Cc+Ci : cot machine par pice

Cs=Potc/T: cot outil par pice avec Po le prix d'une arte de coupe (d'un outil)

Ccs=cmtcs/p: cot de changement d'outil (d'arte) par pice

Cf : cot fixe par pice (lments de manutention, outillage, matire, etc)

On note cm le taux machine (en /min) qui comprend en gnral le salaire de l'ouvrier,l'amortissement de la machine outil et un cot d'exploitation li directement l'usinage (lectricit, lubrifiant, air comprim, entretien), dont l'valuation est souvent globale.

PREMIER CRITRE : COT MINIMUM D'USINAGEParamtres matriser : Dure de vie conomique de l'outil Te Vitesse de coupe conomique Ve

Le calcul du cot d'usinage se heurte des problmes difficiles rsoudre. En effet, les conditions d'usinage ne sont pratiquement jamais identiques d'une opration l'autre (surpaisseurs diverses, limite d'usure acceptable variable, etc). On ramnera donc le calcul une pice pour une opration d'usinage avec un seul outil (dressage d'une face, chariotage).Il s'agit de minimiser le cot d'usinage par pice. Ce cot est la somme de quatre cots :

Cu=Cm+Cs+Ccs+C f

La variable principale est la vitesse de coupe. Le diagramme suivant reprsente l'influence des diffrents cots sur le cot total en fonction de la vitesse de coupe.

On observe que le cot total d'usinage atteint une valeur minimale pour une vitesse donne. Cette vitesse est appele vitesse conomique et est note Ve.

L'optimisation consiste donc exprimer Cu en fonction de Vc et de minimiser cette fonction.

Exemple en tournage

Cot total : Cu=cmtc+cmti+Potc/T +cm(tcstc)/T +C f

Si on appelle L la longueur usiner pour une seule passe, on a :

tc=(LD)/(1000f Vc)

Loi de Taylor : T=CvVcn

SECOND CRITRE : TEMPS D'USINAGE MINIMAL (CADENCE DE PRODUCTION MAXI)

On observe que le temps d'usinage par pice atteint une valeur minimale pour une vitesse donne.

Cette vitesse est appele vitesse de production maxi et est note Vp.L'optimisation consiste donc exprimer tm en fonction de Vc et de minimiser cette fonction pour obtenir Vp.

Exemple en tournage

Temps total d'usinage :

tm=tc+ti+tcstc/T

Si on appelle L la longueur usiner pour une seule passe, on a :

tc=(LD)/(1000f Vc)

Loi de Taylor : T=CvVcn

Expression du temps total d'usinage en fonction de V c :

TROISIME CRITRE : VOLUME DE COPEAU DONN PAR ARTE DE COUPE

Paramtres matriser : Dure de vie de l'outil Td Vitesse de coupe pour un volume donn Vd Avance, profondeur de coupeLe volume de copeau donn est recherch quand on souhaite rduire au minimum le nombre de changement d'arte (ou d'outil) par ncessit de conserver un profil exact de l'outil, lorsque le rglage ou l'afftage de cet outil est trs onreux, ou lorsqu'on dsire matriser le nombre de pices entre deux changements d'artes dans le cas d'une gestion d'outils (cas ou la recherche de la vitesse conomiquedonne des rsultats aberrants).

La variable principale est encore la vitesse de coupe. Le diagramme suivant reprsente le cot d'usinage par pice ainsi que le volume Y de copeau entre deux changements d'arte fonction de la vitesse de coupe.