Technique d’usinage souvent utilisée dans les secteurs aéronautique et automobile, l’usinage à grande vitesse, aussi connu sous son acronyme UGV, se caractérise par deux éléments : la vitesse de coupe et le phénomène de coupe. Voici donc plus en détails une présentation de ces deux caractéristiques.
La vitesse de coupe
Aujourd’hui, quel que soit le matériau travaillé, il est possible d’effectuer une coupe sur une large plage de vitesses. Trois zones de vitesses de coupe sont mises en évidence par la théorie mais dépendent ensuite des propriétés de chaque matériau.
Les vitesses de coupe les moins élevées auxquelles il est possible d’usiner correspondent à celles de l’usinage conventionnel.
Existe ensuite une seconde zone de vitesses de coupe où usiner une pièce est impossible. Généralement appelée Vallée de la mort, cette zone n’offre pas les conditions idéales pour usiner puisque soit l’outil de coupe sera usé rapidement, soit la pièce sera détériorée.
Enfin, la troisième zone de vitesses de coupe est celle correspondant à l’usinage à grande vitesse. Cependant, il faut savoir que la plage de vitesse de l’UGV est différente selon le matériau.
Pour illustrer ces trois zones, prenons le cas de l’aluminium. L’usinage conventionnel est possible pour des vitesses de coupe comprises entre 100m/mn et 750m/mn alors que l’usinage à grande vitesse nécessite une vitesse de coupe incluse entre 1500m/mn et 9000m/mn. Aux autres vitesses de coupe, l’aluminium ne peut être travaillé.
Les phénomènes de coupe
Les vitesses de coupe élevées, auxquelles recourt l’usinage à grande vitesse, modifient quelque peu les phénomènes observés en usinage conventionnel.
En effet, si en UGV se forment des copeaux dentelés plutôt que continus, la vraie spécificité tient au phénomène thermique. En effet, la vitesse de coupe est telle que les échanges thermiques entre copeaux et pièce usinée tendent à disparaître. Ceci signifie que la pièce usinée ne voit pas sa température augmenter puisque la quasi-intégralité de l’énergie de coupe est évacuée dans les copeaux.
En usinage traditionnel, ce phénomène thermique est différent puisque les échanges thermiques se font et l’outil comme la pièce usinée accueille une part de l’énergie calorifique de la coupe.
C’est d’ailleurs parce que la température de la pièce usinée n’augmente pas en UGV que la coupe est de meilleure qualité surtout pour les matières ductiles pouvant se déformer avec la chaleur.