Résumé:
L’objectif de ces investigations expérimentales est de sélectionner la géométrie optimale
d’outil de coupe proposée par l’étude des effets d’angles d’outil (angle de coupe p) et des
angles de l’arête de coupe (angle de direction d’arête r et angle d’inclinaison d’arête de
coupe λs), ainsi que leurs interrelations, qui génère moins d’efforts de coupe, faibles
vibrations d’outil et une rugosité de surface usinée améliorée pour des opérations de
tournage. Différentes géométries d’outil de tournage sont conçues par rapport aux angles
à fortes influences et sont fabriquées avec un matériau en acier rapide type T15. Pour cela,
trois types de familles d’angles sont à considérer, afin d’évaluer l’effet et la contribution
de chaque angle spécifié combiné avec d’autres angles de même géométrie d’outil de
coupe. En se basant sur les composantes de l’effort de coupe, les accélérations du bec de
l’outil et la rugosité de surface mesurées expérimentalement, il est conclu que lorsque
l’angle p varie de valeur négative p=-5° vers de valeur positive p=0° et p=5°, la
moyenne des composantes de l’effort de coupe diminue particulièrement la composante
de l’effort tangentiel (Fz), qui est assez remarquable et les vibrations se réduisent aussi.
Cette tendance de diminution améliore la rugosité de surface. En plus, les effets de la
variation de l’angle r avec un angle s positif sont observés sur la variation de la
composante de l’effort axial et radial, alors que l’effort tangentiel reste inchangé. Une
diminution de l’angle r diminue la rugosité de surface, tandis que l’angle s conduit à un
petit changement observé. Donc, la géométrie optimisée des outils de tournage
comportant des valeurs optimums d’angles pour une bonne performance d’outil, est la
suivante: Géométrie d’outil de coupe avec un angle de coupe p=+5°.
Un autre objectif important c’est d’estimer la rugosité des pièces usinées par un calcul de
déplacement du bec de l’outil à partir des accélérations mesurées pour chaque géométrie
conçue d’outil de tournage. D’autre part, cette rugosité peut être estimée par un calcul du
déplacement du bec de l’outil, basé sur une modélisation théorique des vibrations de
l’outil de coupe et sur l’effort de coupe mesuré. L’outil est modélisé comme une poutre
de Bernoulli encastrée-libre. Par la suite, des comparaisons entre le déplacement
expérimental et celui issu de la modélisation théorique sont effectuées pour certaines
configurations géométriques d’outils.
