comportement a l'usure des fraises mères...

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Optimisation des conditions de coupe en usinage à grande vitesse des outils géométriquement régénérés.

L’usinage à grande vitesse demande des conditions de coupe adéquates pour augmenter la durée de vie des outils et améliorer l’état de la surface usinée. La consommation des outils de coupe peut atteindre 35% du coût de production si les conditions de coupe ne sont adaptées. Aujourd’hui les techniques avancées d’affutage et de réaffutage des outils de coupe sont disponibles et de plus en plus maîtrisables. Cela permet de donner de nouvelles vies à l’outil à travers une série de régénérations géométriques des parties actives de l’outil. Cependant, il est toujours utile d’explorer le comportement à l’usure à travers présente un grand risque de détérioration aléatoire. Donc la recherche des conditions d’usinage à travers le choix d’un mode de lubrification, la sélection des régimes de coupe comme la vitesse de coupe, les profondeurs de passe, les avances de l’outil, est accrue. Dans ce contexte, pour répondre à un besoin urgent des usineurs dans le monde de fabrication mécanique et particulièrement en Algérie, l’objectif de cette thèse est une contribution à l’optimisation des conditions de coupe lors de l’usinage à grande vitesse des aciers durcis aux moyens d’outils régénérés par réaffutage.

Etude de l’effet des conditions de travail sur le comportement phénoménologique du copeau en perçage

Le perçage est un procédé d'usinage relativement plus complexe par rapport aux autres procédés. En effet, la formation du copeau est beaucoup plus difficile. L'outil travail dans un milieu confiné. Au fur et à mesure que le foret pénètre dans la matière, sa partie active ainsi que le copeau se trouvent exposés à des sollicitations mécaniques et thermiques très intenses, ce qui génère des phénomènes physico-chimiques sur la triade "Outil-Pièce-Copeau". Par conséquent, l'objectif de ce travail vise à étudier les comportements phénoménologiques qui accompagnent la formation du copeau dès le début jusqu’à la fin de l’opération de perçage. L'effet des conditions de travail sur ce phénomène est également pris en compte.

Etude comparative de l'effet des conditions de coupe sur la durée de vie des forets en ARS lors de l'usinage de l’acier C35 trempé et nom trempé

Le présent travail a pour objet d'étudier l’influence des paramètres de coupe (vitesse de coupe, avance et diamètre du foret) sur la durée de vie des forets hélicoïdaux en acier rapide supérieur (HSS) lors du perçage de l'acier C35. Une investigation expérimentale a été menée sur l'acier C35 à l'état recuit et trempé selon la méthode de planification des expériences (L8). Les paramètres d’entrées sont les éléments du régime de coupe selon deux niveaux minimal et maximal, le critère de réponse est la tenue du foret liée à sa durée de vie. Le phénomène le plus intéressant est l'effet controversé de la vitesse de coupe lors du perçage de l'acier C35 à l'état trempé, la durée de vie de l'outil augmente lorsque la vitesse de coupe augmente pour les différents régimes de coupes (1 à 8). De plus, le foret de diamètre (20mm) lié à la valeur élevée de la profondeur de coupe, a donné une meilleure durée de vie avant et après trempe. Par ailleurs L’analyse de la variance ANOVA a montré que le facteur le plus significatif à l’état recuit est l’avance (f) alors qu'à l’état durci c’est la profondeur de passe (diamètre du foret). Les coefficients de détermination R2 déterminés avant et après trempe sont très satisfaisants et témoignent de la bonne adéquation des modèles proposés.

Influence des traitements thermiques sur l'usinabilité des aciers au cours du fraisage

La présente thèse a pour but d’étudier l’influence des traitements thermiques sur l'usinabilité des aciers à outil au cours du fraisage d'épaulement en employant des matériaux des outils de coupe modernes du carbure cémenté d'une nuance GC1030 revêtu de PVD (Ti, ALN). L’intérêt principal est de répondre à un besoin urgent chez les entreprises de fabrication des aciers à outil durci comme les matrices, les poinçons et les moules. Ce besoin s’exprime par la réduction des coûts de production représentant jusqu’à 25 % du coût total de fabrication, par la diminution du temps de fabrication à travers la surpression des opérations de rectification. Les travaux ont été réalisés sur 2 types d'aciers d'outillage: AISI D3 fortement allié et AISI 52100 faiblement allié. La première vague d'essais a été orientée vers l'étude de l'usure de l'outil, la rugosité de surface et les déplacements du système usinant lors du fraisage de contournage de l'acier AISI D3 avant et après traitements thermiques (Trempe à 950°C et Revenu à 200, 400 et 600°C). Il en résulte 3 types de résultats: - L’analyse microstructurale à travers des observations sur le MEB et microanalyse EDS, a montré l'influence des traitements thermiques (trempe et revenu) sur la microstructure de l'acier à outil. Il en découle que pour un revenu à haut température (600°C) la structure devient bainitique ce qui est favorable pour une bonne usinabilité de l'acier et un bon état de surface usinée. - Relativement, les mesures de dureté montrent que la valeur de la dureté atteint son maximum de 64 HRc lorsque l'acier est trempé. Les paliers de revenu, montrent que la dureté est conservée à 200°C, 63.7 HRc et chute jusqu'à 49 HRc à 600°C ce qui s'intègre dans la plage de l'usinage dur. - Ainsi, l'étude du comportement à l'usure de l'outil, la rugosité de surface et les déplacements du système usinant lors du contournage de l'acier AISI D3 par une fraise 2 tailles a révélé que la meilleure performance est obtenue dans les conditions de durcissement à 49 HRc, avec une vitesse de coupe Vc = 59 m/min, une profondeur de passe radiale ae = 0.5 mm, une profondeur de passe axiale ap = 9 mm et une avance par dent fz = 0.02 mm/dent. Par ailleurs, cette étude à permis de développer une stratégie rapide d’analyse en cinq étapes sur la base du principe d’un plan d’expériences réduit et de la méthodologie de fraisage de l’épaulement. La deuxième vague d'essais concerne l'étude de l'usinabilité de l'acier durci. Compte tenu des résultats obtenus sur l'acier AISI D3, il a été décidé de réaliser les essais sur un acier faiblement allié AISI 52100 durci à une dureté de 52.8 HRc par trempe et revenu à 200°C. A travers plan Taguchi (L27) et par la méthodologie de surface de réponse (RSM), l’analyse de la variance (ANOVA) a mis en exergue l'influence des paramètres de coupe (Vc, fz et ae) pour en déduire des modèles d’exploitation afin d’en extrapoler les conditions de coupe optimales caractérisant un bon état de surface et générant