Modélisation et optimisation de la rugosité de surface et des efforts de coupe lors de l'usinage

Abstract

Dans ce travail, une étude comparative entre deux modes de lubrification à savoir ; usinage à sec et usinage sous une quantité minimale de lubrification (MQL) a été réalisée. L’usinage est réalisé en tournage sur l’acier à roulement AISI 52100 par un outil en carbure métallique revêtu (GC 2015) suivant un plan de Taguchi L9. Le travail réalisé dans ce mémoire de master est divisé en deux parties. La première partie concerne une étude statistique basée sur l’analyse de la variance (ANOVA) a été réalisée. Le but est de déterminer l’influence des facteurs d’entrée (Vc, f et ap) sur les paramètres technologiques de sorties (Fz, Pc et Ra). L’exploitation des résultats de l’ANOVA a permis de proposer des modèles mathématiques linéaires qui permettent la prédiction des paramètres de sortie pour les deux modes de lubrification. Aussi, des essais paramétriques comparatifs concernant l’usure en dépouille de l’outil, la rugosité de surface, l’effort de coupe, la température de coupe et la morphologie du copeau obtenu ont été effectués pour l’usinage à sec et MQL. La deuxième partie du travail est réservée à une étude d’optimisation mono et multi-objective. L’approche de Taguchi, basée sur l’analyse du rapport signal/bruit (S/N) a été utilisé afin de proposer des régimes de coupe optimaux pour chaque paramètre de sortie individuellement. L’analyse relationnelle grise (GRA) et l’approche de la fonction de désirabilité (DF) suivant plusieurs objectifs souhaités ont été appliquées afin de trouver des régimes de coupe optimaux concernent l’optimisation des paramètres (Fz, Pc et Ra) simultanément.