USINABILITE DES ACIERS ET IMPACT DU MATERIAU A OUTIL SUR LES PARAMETRES TECHNOLOGIQUES
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Date
2018
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Abstract
Ce travail est une étude d’investigation de l’effet des paramètres d’usinage
(vitesse de coupe, avance et profondeur de passe) sur les principaux critères de
l’usinabilité, qui sont en l’occurrence: l’usure (durée de vie de l’outil), la rugosité de
surface usinée et la vibration radiale de durant le tournage dur à sec de trois
nuances d’aciers trempés: AISI 52100 (66 HRC), AISI 4140 (61 HRC) et AISI 1045
(39 HRC) avec la céramique mixte CC650 (70% Al2O3 + 30% TiC). La méthodologie
entreprise est celle de planification des expériences. Un accent particulier a été mis
sur le comportement à l’usure de l’outil en fonction des conditions d’usinage pour le
tournage de l’acier le plus durci (AISI 52100). Les résultats obtenus montrent d’une
part que lorsque la vitesse de coupe augmente de 140 m/mn à 530 m/mn la durée de
vie de l’outil chute de 35min à 4min, d’autre part, lorsque l’avance s’accroit de 0.08
mm/tr à 0.22 mm/tr, la durée de vie diminue de 28 mn à 20 mn. Une analyse ANOVA
d’un plan expérimental orthogonal Taguchi L27 est appliquée afin de déterminer la
contribution de chaque paramètre de coupe ainsi que les interactions sur la rugosité
de surface et les vibrations radiales. Les résultats ont montré que l’avance est le
paramètre le plus significatif sur la rugosité de surface lors de l'usinage des trois
aciers étudiés, suivie par la profondeur de passe. Par contre, sur les vibrations de
coupe radiales, c’est la vitesse de coupe qui a un effet primordial. Les corrélations
entre les deux réponses étudiées : rugosité de surface (Ra) et Amplitude des
vélocités de vibration de coupe, sont faibles. Ceci est dû aux vibrations excessives
du système usinant lors de l'usinage avec des vitesses de rotation élevées. Les deux
réponses rugosité de surface et vibration de coupe en fonction des éléments du
régime de coupe (V, f ; D) sont modélisées par des équations de régression multiple
de second ordre avec des coefficients de corrélation (R2
) très acceptables.