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Sciences et Techniques Industrielles 
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Génie Mécanique – Terminale 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
1.
 
EFFORTS DE COUPE
 
 
L’étude et l'approximation des efforts de coupe sont nécessaires pour 
choisir les outils 
et dimensionner le porte pièce
; leurs directions permettent de déterminer le sens de déplacement 
des outils afin 
que les appuis du montage s'opposent à ces efforts.
 
 
A - CAS DU TOURNAGE : 
 
L’effort de coupe Ft exercé par la pièce sur l’outil admet trois 
composantes : 
 
 
Fc :
 
effort tangentiel de coupe dû au mouvement de 
coupe.
 
 
Ft :
 
effort tangentiel d’avancement dû au mouvement 
d’avance.
 
 
Fa :
 
effort radial dû à la profondeur de passe.
 
 
La composante la plus importante est 
Fc.
 
 
Cet effort s’exprime par la relation : 
 
Fc = Kc . a . f 
 
 
 
      
daN     daN/mm
2
    mm    mm/tr 
 
 
Kc :
 
pression spécifique de coupe fonction de 
l’épaisseur du copeau (h) et du matériau usiné.
 
 
a :
 
valeur de la profondeur de passe.
 
 
f :
 
valeur de l’avance.
 
 
Kc en daN/mm
2 
Épaisseur de copeau
 
 
Matières 
0,1 
0,2 
0,4 
0,8
E 26 
360   260   190 140
E 36 
400   290    210 150
A 60 
420   300    220 160
XC 38 – XC 42 
320   230    170 125
XC 70 
390    285   205 150
Acier Inox 
520    375   270 190
Ft10 - Ft15 
190   136   100  70
Ft20 – Ft25 
290    210 150   110
Fontes alliées 
325   230   170  120
Fontes malléables       240    175  125    9 
Laiton 
160   115    85    60
Bronze 
340    245 180   130
Alliage alu 
Rr < 19
       115     85    60    45
Alliage alu 
19 < Rr < 27
   140    100    70   50
Exercic
e
 
:
 
 
Soit une opération de chariotage avec un 
outil couteau sur un axe en 
Ft10 
(diamètre 
brut : 100 mm
, diamètre 
usiné : 
96 mm
). 
L’usinage se fera dans les conditions 
suivantes : 
 
Vc = 20 m/min 
f = 0,4 mm /tr 
 
Kc = 
100 daN/mm²
 
 
Fc = 
100 × 2 × 0
,
4 = 80 daN
 
pg_0002
 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
 
B - CAS DU FRAISAGE : 
 
L’effort tangentiel par dent, dû à Vc, est donné par la 
même formule qu’en tournage. 
 
Seule la démarche de recherche de la valeur de Kc 
change. 
 
(L’épaisseur du copeau varie ; donc on détermine 
hm)
 
 
 
 
 
Exercice :
 
 
Soit un fraisage à effectuer sur 
une pièce en 
A70
 de largeur  
ar = 80 mm
 avec une fraise de 
diamètre : 
100 mm (8 dents).  
Vc = 
20 m / min 
L’angle de coupe 
?
 est de 
-1°
, 
l’avance est de  
0,2 mm/dent/tr, 
la pénétration est de 
1 mm
 
 
Étape 1 : 
Kc = 
260 daN/mm²
 
 
Étape 2 : 
?
 = 
-1°
 
6°
 d’écart (plus grand) 
Kc(provisoire) =  
260 – (260 
×
 9/100) =  
236,6 daN/mm² 
 
Étape 3 : 
ar/D = 
80 / 100 = 0,8
 
f = 
0,2 mm/dent/tr
 
hm = 
0,16 mm
 
 
Étape 4 : 
fh = 
1,1
 
 
Étape 5 : 
Kc = 
236,6 * 1,1 =  
260.26 daN/mm² 
 
Fc = 
260.26 * 1 * 0.2 = 
52,052 daN
 
 
hm 
pg_0003
 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
C - CAS DU PERCAGE : 
 
 
Le schéma ci-contre donne une représentation de la 
situation des efforts s'exerçant sur chacune des 
arêtes.  
On peut
 s'apercevoir de l'importance d'un bon 
affûtage :
 en effet une dissymétrie des arêtes 
provoquerait 
un écart entre les efforts Fa sur 
chacune d'elles et par là même une déviation de la 
trajectoire.  
 
Pour les utilisations courantes, 
les faibles puissances 
mises en jeu ne justifient pas de calcul.
 
 
 
 
 
2.
 
 PUISSANCE DE COUPE
 
 
On distingue deux puissances : 
 
 LA PUISSANCE DE COUPE (Pc) : 
 
Elle dépend principalement de 
la vitesse de coupe (Vc) et de l'effort tangentiel de coupe 
(Fc). 
 
 LA PUISSANCE AU MOTEUR (Pm)  
 
Elle est fonction 
du rendement de la chaîne cinématique
.  
 
h
Pc
Pm=
 
 
 
Les deux diagrammes proposés ci-après permettent de déterminer : 
 
 
soit la puissance de la machine si les paramètres de coupe sont déjà déterminés 
 
soit un des paramètres si la machine est imposée. 
pg_0004
 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
 
A - CAS DU TOURNAGE : 
 
Abaque de calcul de puissance en tournage 
 
 
Exercice :
  
 
En utilisant les données et résultats de l’exemple ci-dessus et les renseignements suivants :  
 
Angle d’attaque : 
90° 
 
Rendement 
0,7 
  
g
 >0 
Reproduire la démarche de l’exemple. 
(en kW) 
pg_0005
 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
Exercice :
  
 
 
a =
 2 mm 
 
f =
 0,4 mm/tr
 
 
 
Vc =
 20 m/min 
 
Kc =
 100 daN/mm² 
 
Angle d’attaque : 
90° 
 
Rendement : 
0,7 
 
g
 < 
0 
 
 
(en kW) 
pg_0006
 
 
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Efforts et puisance de coupe.doc 
 
B - CAS DU FRAISAGE :
  
 
Abaque de calcul de puissance en fraisage 
 
pg_0007
 
 
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Quelques exercices sur les efforts et la puissance de coupe
 
 
Exercice :
 
Kc = 260 daN/mm² 
ar = 80 mm 
Vc = 
20 m/min 
 
fraise de diamètre :
100 mm (8 dents) 
angle de coupe 
?
 est de 
-1°
  
l’avance de 
0,2 mm/dent/tr
  
pénétration est de 
1mm