Présentation
Auteur(s)
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Éric FELDER : Ingénieur civil des Mines de Paris - Docteur ès sciences - Maîtres de recherches à l’École des mines de Paris - Responsable adjoint du Groupe « surfaces et tribologie » au Centre de mise en forme des matériaux (CEMEF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article introduit l’ensemble de la rubrique « Usinage ». La mise en œuvre des opérations d’usinage pour réaliser une pièce ou une famille de pièces est un problème complexe du fait de la multiplicité des procédés disponibles et de la grande variété des spécifications des pièces et des propriétés des matériaux constitutifs. Nous souhaitons par ce texte fournir au lecteur les éléments fondamentaux du problème et, à ce titre, son objectif est double :
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présenter les traits spécifiques de chacune des grandes classes de procédés d’usinage : coupe, abrasion et usinages non traditionnels ou procédés physico‐chimiques ;
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comparer les performances de ces divers procédés selon les différents points de vue pratiques : possibilité d’application aux divers matériaux, débit de matière et puissance nécessaire, opérations d’usinage possibles, propriétés finales de la pièce et aspects économiques...
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Annexe : évolution de la production de machines‐outils pour le travail des matériaux métalliques4. Perspectives
Que peut‐on dire de l’évolution prévisible des techniques d’usinage pour la prochaine décennie ? L’usinage conservera et augmentera très certainement son poids économique. Il n’y aura probablement pas de bouleversements majeurs, mais l’amplification des tendances actuelles qui, de toute façon, sont motivées par la course vers une productivité de plus en plus grande :
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Au niveau des procédés, les procédés « traditionnels » de coupe et travail par abrasion ont encore de belles perspectives de développement, notamment par l’élargissement du domaine des très grandes vitesses, par l’optimisation de l’élaboration des matériaux à usiner, par l’utilisation de matériaux à outils plus performants et des procédés de déposition de films minces. L’utilisation des très grandes vitesses a déjà révolutionné le fraisage des alliages d’aluminium et la rectification des aciers. On commence à utiliser avec profit des revêtements en diamant ou en céramiques multicouches stratifiés à l’échelle de quelques nanomètres.
Côté procédés non traditionnels, l’usinage par électro‐érosion va certainement conserver sa place dominante et son dynamisme, mais l’usinage par électrochimie verra sans doute s’élargir ses applications du fait de ses bonnes performances. Enfin, l’effort important de recherche et développement sur les lasers, stimulé en grande partie par les besoins de l’industrie de l’armement, aura certainement des retombées importantes dans l’usinage et, de manière plus large, les autres applications du laser dans le travail des matériaux : le soudage et le traitement de surface. Déjà le laser est utilisé comme auxiliaire des opérations de coupe, par exemple pour préchauffer des alliages de faible usinabilité.
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Au niveau des machines‐outils, leur conception et réalisation va conduire à une réduction des temps morts et du nombre de montages de la pièce nécessaires, une augmentation des vitesses d’avance et de la précision de positionnement. Ces objectifs seront certainement atteints par une série de modifications dont certaines commencent à apparaître ; ainsi, récemment, a été réalisé un système d’asservissement des axes basé sur l’utilisation de moteurs linéaires permettant...
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