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Sciences et Techniques Industrielles 
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Productique - Cours 
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Génie Mécanique – Première 
 
 
 
 
 
 
Couple outil-pièce - prof.doc 
 
1 – VITESSE DE COUPE
 
 
Définition 
La vitesse de coupe (Vc) constitue  la grandeur cinématique de base du couple outil/pièce. Elle est 
exprimée en mètres par minute (m/min). 
Elle correspond au déplacement en mètres effectué par un point (A) lié à la pièce (tournage) ou à 
l’outil (fraisage, perçage) pendant une minute. 
 
Mouvement générateur concerné : MOUVEMENT DE COUPE (Mc). 
 
Principaux paramètres influençant la détermination de Vc 
Matière de la pièce à usiner 
 
Usinabilité matière  , Vc  
Matière de la partie active de l’outil 
 
Capacité de coupe  , Vc 
 
Section du copeau 
 
Capacité de coupe  , Vc 
 
Lubrification 
 
Capacité de coupe  , Vc 
 
Machine utilisée 
Robustesse, précision, puissance  , Vc 
 
Durée de vie de l’outil 
Durée de vie outil  , Vc 
 
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Couple outil-pièce - prof.doc 
 
Détermination de Vc 
- Graphiquement, à partir d’un abaque prenant en compte les principaux paramètres d’influence : 
cette méthode permet de déterminer la vitesse de coupe avec une approximation acceptable. 
- En utilisant les lois sur la coupe (Taylor) : à partir d’une durée de vie choisie en fonction d’une limite 
d’usure de la partie active de l’outil, cette méthode permet la détermination précise et rigoureuse de 
la vitesse de coupe. 
 
Procédure de réglage cinématique du Mc 
Pour régler la vitesse du mouvement de coupe Mc, il convient de définir une fréquence de rotation 
exprimée en tours par minute (tr/min). 
Cette grandeur cinématique de réglage est déterminée à partir de la vitesse de coupe Vc et du 
diamètre d considéré sur la pièce ou l’outil. 
 
 
 
- Par le calcul 
 
n = 1000 x Vc / 
?
 x d 
 
 
 
n (tr/min) 
 
 
 
Vc (m/min) 
 
 
 
d (mm) 
 
 
- Application 
 
 
 
 
 
 
Vc = 25 m/min 
 
 
 
d = 40 mm 
 
n = 1000 x 25 / 3,14 x 40 = 
199 tr/min
 
 
 
- Graphiquement à l’aide d’un abaque 
 
 
 
Avec Vc = 25 m/min et un diamètre de fraise d = 40 mm, on lit : n = 
200 tr/min
. 
 
Diamètre d en mm 
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Couple outil-pièce - prof.doc 
 
2 – VITESSE D’AVANCE
 
 
Mouvement générateur concerné : MOUVEMENT D’AVANCE (Mf) 
La vitesse d’avance est déterminée à partir d’une valeur d’avance de base dont l’expression varie 
selon le procédé d’usinage : 
 
- tournage : (f) avance exprimée en millimètres par tour (mm/tr), 
- fraisage : (f
z
) avance exprimée en millimètres par dent et par tour (mm/dt/tr). 
 
Procédure de réglage 
- sur le tour, on règlera directement f sur la boîte de vitesses des avances de la chaîne 
cinématique ; expression de la vitesse d’avance résultante du Mf donné par l’outil. 
 
Vf = f x n 
 
 
 
Vf (mm/min) 
 
 
 
f (mm/tr) 
 
 
 
n (tr/min 
 
- sur la fraiseuse, on règlera la vitesse d’avance Vf exprimée en millimètres par minutes 
(mm/min) et calculée à partir de f
z
. 
 
Vf = f
z
 x z x n 
 
 
 
Vf (mm/min) 
 
 
 
f
z
 (mm/dt/tr) 
 
 
 
z (nombre de dents) 
 
 
 
n (tr/min) 
 
Principaux critères de choix 
- Matière de l’outil (acier rapide, carbure métallique, …). 
- Type d’opération (ébauche, finition). 
- Spécifications de rugosité imposées sur les surfaces générées. 
 
Influence de l’avance sur la rugosité 
On constate qu’avec un même outil 
l’importance des stries prises en compte 
par le critère de rugosité varie avec la 
valeur de l’avance f. 
Précision rugosité  , f 
 
Influence de l’avance sur le temps de coupe
 
La vitesse d’avance influence directement la durée du temps de coupe (Tc), temps 
durant lequel l’outil coupe la matière et génère la ou les surface(s). 
 
Tc = L + e / n x f  
n : vitesse de rotation en tr/min 
f : avance en mm/tr 
L : longueur usinée en mm 
e : distance de sécurité en mm 
Tc : temps de coupe en min 
 
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Couple outil-pièce - prof.doc 
 
3 – PÉNÉTRATION
 
 
Lors de l’usinage, le volume de matière enlevé dépend de l’engagement de l’outil dans la pièce. Cet 
engagement, appelé pénétration (a), s’exprime en millimètres (mm). 
 
Principaux critères de détermination 
- Type d’opération (ébauche, finition). 
- Précision des spécifications imposées (notamment spécification de forme). 
- Rigidité du couple outil/pièce. 
- Puissance de la machine. 
 
Associée à l’avance f, la pénétration a permet de déterminer une autre grandeur 
géométrique de la coupe : la section du copeau (S) 
 
En tournage 
 
S = a x f 
 
S (mm
2
) 
a (mm) 
f (mm/tr) 
 
4 – COPEAU MINIMUM
 
 
En finition 
En ébauche 
Si la valeur de la surépaisseur d’usinage à 
couper est inférieure à une valeur minimale 
admissible de matière, l’outil travaille dans 
de mauvaises conditions. La matière est 
d’abord comprimée (1) puis refoulée (2) et 
enfin arrachée (3).  
L’existence d’une croûte et de carbures 
impose une profondeur de passe a 
importante. 
 
a > 1,5 
 
 
Conséquences : 
- frottement intense outil/pièce qui 
provoque un échauffement important, donc 
une usure accélérée de l’outil ; 
- risque d’écrouissage et rugosité altérée 
sur la surface générée. 
Remarques : 
La valeur du copeau minimum est fonction 
de la finesse de l’arête coupante et du type 
d’opération. 
La valeur du copeau minimum peut 
affecter, selon le type de génération, les 
valeurs de a et f. 
 
Opération 
Copeau minimum 
Ébauche - écroûtage 
1,5 
Finition avec acier rapide 
0,05 
Finition avec carbure métallique 
0,15