TGM 
Sciences et Techniques Industrielles 
Page 1 sur 4
Productique Cours 
 Retour cours productique
Génie Mécanique – Terminale 
 
 En version PDF
 
 
 
 
 
1
 
- OPTIMISATION DES CONDITIONS DE COUPE :
 
 
Objectifs
 :
 L'optimisation des conditions de coupe peut avoir plusieurs buts : 
 
minimiser le coût de l'usinage;  
 
minimiser le temps de production;  
 
minimiser le nombre d'outils nécessaires. 
 
Dans les industries mécaniques, la tendance actuelle étant de rechercher un coût minimum, nous ne 
développerons que cet aspect. On se propose de rechercher des conditions de coupe propices à 
l'obtention d'un coût minimum. 
 
2
 
- INFLUENCE DE LA VITESSE DE COUPE SUR LES COÛTS DE PRODUCTION :
 
 
 
Si la vitesse de coupe augmente, 
le temps d'usinage diminue, le temps d'occupation également, 
donc le coût machine diminue. 
 
 
Si la vitesse de coupe augmente, 
l'usure de l'outil est plus rapide; il en résulte une 
consommation plus importante d'outils et un changement plus fréquent d'où un coût outil qui 
augmente. 
 
 
À ces coûts variables 
s'ajoutent des frais fixes (frais de lancement, frais d'étude, etc.)
 
indépendants des conditions de coupe. 
 
En première approche on peut écrire : 
 
coût total = 
frais fixes + coût machine + coût outil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ces figures montrent l'allure de la courbe du coût total en fonction de la vitesse de coupe. La mise en 
équation de cette courbe puis la recherche du minimum conduit à la détermination de la vitesse de 
coupe économique (Ve). Cette dernière sera considérée par la suite comme la donnée de base à 
respecter.
Vc 
Vc 
pg_0002
 
 
Page 2 sur 4
 
 
 
 
3
 
- DÉTERMINATION DES PARAMÈTRES DE COUPE :
 
 
On se place dans le cas où le critère d'optimisation est celui du coût total minimum. 
L'organigramme suivant présente une démarche simplifiée conduisant à la détermination des 
conditions de coupe. 
 
 
 
Les données de base sont:  
 
 
le matériau usiné; 
 
la vitesse de coupe économique; 
 
la forme de la plaquette et du porte-plaquette. 
 
La démarche conduit à l'obtention : 
 
- des paramètres de coupe :  
 
avance, profondeur de passe, 
 
nombre de passes et rayon de bec de l'outil; 
 
- de la géométrie du brise-copeau et de la nuance de carbure de la plaquette 
pg_0003
 
 
Page 3 sur 4
 
 
 
 
 
Étape 1 :
 
RECHERCHE DE L'INFLUENCE DE LA FORME USINÉE SUR LE RAYON DE BEC DE 
L'OUTIL : 
  
Deux situations se présentent : 
 
 
une limitation est imposée pour les raccordements entre surfaces, 
cela impose une 
valeur maximale au rayon de bec, on aura donc : 
 
rayon de bec < valeur du rayon de raccordement; 
 
 
il n'y a pas de limitation 
et dans ce cas l'étape n'est pas déterminante.
 
 
Étape 2 :
 
DÉTERMINATION DU COUPLE RAYON DE BEC-AVANCE :
 
 
Le type d'opération (finition ou ébauche)
 est l'élément fédérateur des décisions. 
 
Première situation :
 Opération de finition 
 
L'état de surface 
est la spécification prioritaire
. Pour le garantir, si le rayon de bec (Rb) est 
déterminé, le tableau suivant, mettant en relation trois paramètres,
 
impose le choix de 
l'avance
. Sinon on choisira 
l'avance maximale possible permettant d'obtenir la rugosité 
demandée et on prendra le rayon de bec correspondant.
 
 
Rayon de plaquette Rb en mm
 
0,2 
0,4 
0,8 
1,2 
1,6 
2,4 
État de 
surface 
Valeur de Ra 
Avance en mm / tr 
0,6 
1,6 
3,2 
6,3 
0,05 
0,08 
0,12 
0,07 
0,12 
0,16 
0,23 
0,1 
0,16 
0,23 
0,33 
0,4 
0,12 
0,2 
0,29 
0,4 
0,49 
0,14 
0,23 
0,33 
0,47 
0,57 
0,17 
0,29 
0,40 
0,57 
0,69 
  
Deuxième situation :
 Opération d'ébauche 
 
L' obtention d'un copeau fragmenté va, dans ce cas, être l'élément prioritaire. 
 
Si le rayon de bec est imposé, on choisit 
l'avance maximum possible compatible avec sa 
valeur, soit : 
f
Max
 = 2/3 Rb   
 
Sinon, 
on choisit une avance compatible avec un rayon de bec courant.
 Pour une vitesse de 
coupe donnée, on peut considérer qu'à partir d'une valeur f = 0,3 mm/tr l'incidence d'une 
augmentation de l'avance sur la diminution du coût est faible. Cette valeur correspond à 
l'emploi d'un rayon de bec de 0,8 mm. 
 
Étape 3 :
 
RECHERCHE DE LA VALEUR DU COEFFICIENT SPÉCIFIQUE DE COUPE
 
 
 
Elle se fait d'après les démarches proposées précédemment. 
pg_0004
 
 
Page 4 sur 4
 
 
 
 
Étape 4 :
 
RECHERCHE DE LA PROFONDEUR DE PASSE MAXIMALE ADMISSIBLE :
 
 
En finition, 
les profondeurs de passe étant faibles
, la puissance de la machine 
n'entraîne pas 
en général de limitation.  
En ébauche le problème est tout autre
, il est souvent nécessaire d'effectuer plusieurs passes.
 
Afin de limiter le temps d'opération il faut donc 
en limiter le nombre donc utiliser les machines 
au maximum de leur puissance. 
 
Les abaques de calcul de puissance permettent de déterminer la profondeur de passe en 
fonction des paramètres précédents et de la puissance de la machine prévue.
 
 
Si la profondeur possible est inférieure à la passe totale, on en déduit le nombre de passes. 
 
Si l'écart est faible, il est possible 
d'effectuer une seule passe en diminuant les valeurs de la 
vitesse de coupe
. En effet, la courbe du coût total étant « aplatie » au niveau du point de 
rebroussement, la variation autour de ce point de la valeur de la vitesse de coupe 
n'engendre 
pas de surcoût significatif. 
 
Utilisation des abaques :
 
 
Dans chaque cas, fraisage ou tournage, la connaissance de la puissance de la machine 
permet bien d'aboutir par construction à la seule valeur manquante à ce stade du calcul, qui 
est la valeur de la profondeur de passe. 
 
Étape 5 :
 
CHOIX DE LA GÉOMÉTRIE DU BRISE-COPEAU ET DE LA NUANCE DE CARBURE :
 
 
Les paramètres avance et profondeur de passe permettent de déterminer à la fois la 
géométrie et la nuance du carbure. 
 
On devra vérifier à l'aide de diagrammes fournis par les constructeurs, 
que les copeaux 
obtenus sont bien fragmentés. 
 
Exemple de diagrammes Brise Copeau : 
 
 
 
 
 
 
Remarque :
 tous ces calculs restent théoriques, 
seule la mise en oeuvre permettra de valider ces 
choix et de mettre en évidence les modifications à apporter.