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