Etude expérimentale et optimisation de l`usinage de pièces de
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Etude expérimentale et optimisation de l`usinage de pièces de
Etude expérimentale et optimisation de l’usinage de pièces de grande dimension (P.G.D.) à l’aide d’outils instrumentés en température C. PELAINGRE, J.THIL, N. SABKHI, C. BARLIER CIRTES Contexte socio-économique - Exemple de P. G. D. en usinage - Les pièces de grande dimension (P.G.D.) sont caractérisées par des tailles et des poids importants (plusieurs mètres et plusieurs tonnes) dans le domaine de l’usinage. La maitrise de l’usinage non conventionnel de ce type de composants constitue donc un enjeu particulier et important pour l’industrie mécanique. Ces travaux de recherche visent à développer une méthode de caractérisation expérimentale multi-échelle permettant une transposition de l’étude du processus de formation du copeau (matière usinée) afin de contribuer à la compréhension et à l’optimisation des phénomènes physiques mis en jeu. Axe Procédés Enjeux scientifiques et technologiques A ce jour, aucune méthode expérimentale multi-échelle n’a été identifiée. Il faut ainsi évaluer scientifiquement les possibilités liées à cette démarche innovante dans le domaine spécifique de l’usinage par enlèvement de matière. Il faudra ensuite évaluer les possibilités techniques et technologiques vers lesquelles ce genre d’approche pourrait conduire. Approche méthodologique - Exemple d’application de la méthode : Démarche expérimentale - (transposition technique) - Etude de cas (opération de tournage) - Résultats expérimentaux - - Manipulation expérimentale conventionnelle - - Moyens de mesure et d’acquisition expérimentale - Température : Sonde thermocouple Actarus® Forces de coupe : Platine dynamométrique Kistler® Objectifs : • • • • • Etude de l’état de l’art (scientifique, technologique et technique) : usinage de composants de grande dimension, étude multi-échelle en usinage par enlèvement de matière, moyens d’acquisition et de mesure expérimentale • Etude cinématique de la coupe : analyse paramétrique de l’évolution de l’angle de coupe et dépouille, outil en travail, en fonction de différents paramètres de coupe • Mise en œuvre d’une démarche expérimentale innovante : capitalisation des premiers résultats • Etude expérimentale des paramètres de coupe : analyse de l’évolution du coefficient spécifique de coupe (Kc) en vue de caractériser le domaine de fonctionnement de l’outil de coupe, et de contribuer à la compréhension des mécanismes de coupe Puissance : Wattmètre numérique Rugosité : Rugosimètre • Résultats Contribuer à la compréhension des phénomènes thermomécaniques Développer une méthode de mesure multi-échelle (mesurer pour identifier une modélisation analytique permettant le passage multi-échelle) Réaliser une mise au point sur les moyens de caractérisation expérimentale Réaliser une mise au point sur les développements présents et futurs avec un focus sur les changements d’échelle (P.G.D.↔P.D.C.) Evaluer les principales applications industrielles (Procédés / Outils / Matériaux) Bilan – Perspectives de développement Contribution : • à la compréhension des phénomènes physiques qui régissent la coupe d’un procédé d’usinage de P.G.D. Optimisation : • de la géométrie de l’outil de coupe • du domaine de fonctionnement de l’outil de coupe (identification pragmatique et rationnelle) • de la productivité et qualité de l’opération d’usinage Perspectives de développement : • mise au point d’un pilote d’étude expérimentale spécifique • application de la méthodologie développée à d’autres opérations d’usinage Ateliers Scientifiques - 27 mai 2014