Etude fiabiliste de l'usure des outils de coupe pour l'usinage des axes de moyeux sur tour à décolleter à CN

Abstract

Le présent travail est une étude d'un processus de fabrication de l'axe de la roue du moyeu du fauteuil roulant. L'objectif est de déterminer les causes de bruitage dans l'assemblage, axe, roulement et corps de moyeu. Pendant l'essai à vide et en tournant la roue, un bruit de click est détecté dans plus de 25% des cas, entre chaque changement d'outil. On estime que ce bruit provient du procédé d'usinage des cotes des portées de roulements. Même si l'ensemble du fauteuil est fonctionnel, la durée de vie est bien réduite; ce qui nécessite le remplacement du moyeu complet après une période de service bien courte par rapport à celle prévue initialement. Ceci revient cher pour les utilisateurs dont les moyens financiers sont souvent limités. L'étude est d'abord orientée vers les 5M (le Milieu, le Matériel, la Méthode, la Matière et la Main d'oeuvre) qui participent dans le processus de fabrication. L'axe de la roue est usiné sur un tour à décolleter à commande numérique. Une analyse a été faite pour déterminer les variants et les invariants du système de fabrication, en adoptant le diagramme causes/effets connu sous le nom du diagramme d'Ishikawa. Ce dernier a bien montré, dans le cas de l'usinage que l'usure de l'outil est le facteur principal assurant la qualité et la précision d'usinage et reste le variant systématique. La deuxième partie introduit une approche probabiliste pour déterminer la fiabilité du système de production. Elle consiste à déterminer l'indice de fiabilité β, qui est obtenu sur la base d'un état limite et qui exprime la loi du comportement de la durée de vie de l'outil. Cette loi est obtenue expérimentalement à travers des mesures de l'usure de l'outil dans les conditions réelles de l'atelier de production. 9 cas de figures ont été considérés selon la matière à usiner, la matière de l'outil, les conditions de coupe et la main d'oeuvre. Le calcul fiabiliste est réalisé sous le Logiciel de fiabilité PHIMECA Soft qui intègre les incertitudes des paramètres de calcul, en utilisant des distributions probabilistes. Le calcul considère un scénario de défaillance exprimé, par un état limite qui donne la différence entre l'usure de l'outil et l'usure admissible [VB]. Il en résulte des outils de décision qui permettent de déterminer le nombre de pièces exactes à obtenir avant changement de l'outil. Cette façon de faire vient palier l'aléa dans le changement de l'outil, basé sur les observations à l'oeil nu et aussi sur le choix des régimes de coupe. Par cette méthode, le nombre d'assemblages de moyeu admis à l'exploitation est de 100% c'est à dire une production avec un zéro rebut.