Mesure indirecte de la puissance de coupe pour une opération de contournage

Indirect measurement of cutting power for peripheral milling operation

¹ Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux, École nationale d'ingénieurs de Metz, CEPGV, Ile du Saulcy, 57045 Metz, France
² Société de Mécanique Magnétique (S2M), BP 2282, 2 rue des Champs, 27950 Saint Marcel, France

Auteur de correspondance : sebastien.auchet@gmail.com

Reçu : 14 Février 2005
Accepté : 13 Avril 2005

Résumé

Cette étude a pour objectif de présenter une méthode de mesure indirecte de la puissance de coupe pour une opération de contournage. Nous avons effectué une série d'essais sur une fraiseuse 5 axes Gambin 120CR équipée d'une broche à paliers magnétiques SMB30 développée par la société S2M, broche de 70 kW de puissance, tournant à 35 000 tr.min^-1. L'originalité de notre travail porte sur la technique de mesure des efforts de coupe à partir de la mesure des courants de commande des deux paliers magnétiques de la broche. Cette méthode permet d'effectuer des mesures d'efforts au-delà de la plage de bon fonctionnement de la platine Kistler. Ces essais nous ont permis de valider notre méthode de mesure des efforts de coupe pour des paramètres outils variés (rayon de bec, diamètre, nombre de dents) et pour des conditions de coupe différentes (vitesse de coupe, vitesse d'avance, engagement axial et profondeur de passe), lors d'une opération de contournage en fraisage à grande vitesse. Pour chaque essai, nous trouvons un bon accord entre la puissance calculée à partir des mesures des efforts de coupe et la puissance consommée par le moteur de la broche.


Abstract

The aim of this study is to present an indirect method to measure cutting power for a peripheral milling. Milling tests have been performed on 5-axis Gambin 120CR machine fitted out with the electro-spindle with active magnetic bearings (AMB) SMB30, developped by S2M society. These bearings are not affected by friction and wear. An experimental approach has been developed to determine the cutting power in function of the measured control voltages of the milling spindle's magnetic bearings. The validity of the cutting power calculation method was firstly established for slotting and extend to the case of peripheral milling operation. This indirect method of cutting force determination provides a useful way to estimate tool wear and monitor on-line product quality in high-speed milling.