Effets du comportement de la machine et des paramètres d'usinage sur la topographie des surfaces obtenues par fraisage à grande vitesse avec des fraises à bout sphérique monoblocs (original) (raw)
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Optimisation de la rugosité des surfaces fraisées
2003
The aim of this paper is to optimise cutting parameters which permit to minimize the roughness of milled surfaces. Two different steels have been studied : a carbon steel and a duplex stainless steel. In milling in tip, an experimental design system has permitted to deduct that milling while swallowing, for the used values of cutting speed (Vc), of feed (fz) and of cutting depth (p), gives small values of roughness. However, for this kind of milling, an optimal combination of cutting parameters, giving the best roughness, has been found when using a Taguchi fractional array L25(5 3 ), organized of 3 parameters (Vc, fz, p). Each parameter has five levels. An analytic model has been defined to determine the roughness for all combination of cutting parameters. So good correlation with the model and the Taguchi optimization was found based on experimental values of the roughness.
Influence des paramètres de coupe sur les forces de coupe pour le fraisage périphérique
2nd Edition of the international conference on innovative materials, manufacturing, and advanced technologies October 27-29, 2022 -- Sousse - Tunisia, 2022
-La connaissance des efforts de coupe peut également s'avérer être un apport non négligeable dans le domaine de la conception d'outils de coupe : en adaptant la géométrie de l'outil tout au long des arêtes tranchantes, il est possible d'améliorer la tenue de l'outil en cours d'usinage, suivant les efforts auxquels il sera soumis. De même, la flexion prévue de la fraise, grâce aux efforts de coupe peut être limitée, ce qui permettrait de réduire les défauts de forme engendrés sur la pièce finale et sur son état de surface. Dans notre étude, on s'est intéressé à la modélisation des efforts de coupe pour le fraisage périphérique, pour deux modes du fraisage : en avalant et en opposition. Nous avons donné quelques résultats de simulation des efforts de coupe pour le fraisage périphérique, pour les deux modes, en faisant varier de différents paramètres de coupe. Mots clés : Simulation /modélisation / Fraisage périphérique / Fraisage en avalant / Fraisage en opposition / Les forces de coupe.
Modélisation de la rugosité des surfaces fraisées
Matériaux & Techniques, 2003
L'objectif de cette étude est d'optimiser les paramètres de coupe permettant de réduire la rugosité des surfaces fraisées. Deux nuances de matériaux ont été étudiées : un acier au carbone et un acier inoxydable austénito ferritique (duplex). En fraisage en bout, un plan complet d'expérience a permis de déduire que le travail en avalant donne le meilleur état de surface. Cependant, pour ce type de fraisage, un plan fractionnaire utilisant la table de Taguchi L25 (5 3) a été utilisé pour déduire pour chacune des deux nuances, la combinaison de paramètres permettant de minimiser la rugosité arithmétique moyenne R a et la hauteur maximale de rugosité R t. De même, des modèles empiriques ont été mis en place pour exprimer les paramètres de rugosité en fonction de l'avance, de la profondeur de passe et de la vitesse de coupe. La comparaison des différentes méthodes a montré une bonne cohérence entre les différents résultats.
Modélisation du comportement cinématique des axes d'un centre d'usinage en fraisage à grande vitesse
2012
Dans le processus de fabrication en fraisage a grande vitesse ‘FGV’, l’etude de la reaction de la machine au cours de l’usinage est une tâche tres delicate et importante. En effet, l’identification du comportement de la machine necessite la modelisation de la loi de mouvement des axes et de la trajectoire reelle aux niveaux des discontinuites. Le nombre important de discontinuites engendrent une instabilite de la vitesse de deplacement des axes, ce qui implique une augmentation du temps d’usinage et un non respect de la vitesse d’avance programmee, se traduisant par des problemes de productivite et une sous-estimation du cout de l’usinage pour l’industriel. L'objectif recherche dans cette etude est l'identification du comportement de la machine lors de passage sur une discontinuite entre des interpolations lineaire et circulaire en combinaison quelconque, tous en respectant la valeur d’erreur imposee. Pour ce faire, une modelisation analytique de la vitesse d’avance avec con...
Cet article présente une méthode d'optimisation de la géométrie des outils en fraisage à partir de la prédiction des efforts de coupe. Une description géométrique d'un outil générique et de son engagement dans la matière est proposée afin de simuler les opérations de fraisage 3 axes à l'aide de fraises droites, rayonnées ou hémisphériques. L'arête de coupe de la fraise est décomposée en arêtes élémentaires rectilignes et une approche thermomécanique de la coupe oblique est appliquée afin d'obtenir les efforts de coupe à partir du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil/copeau. Les résultats de simulation sont comparés à des données expérimentales en rainurage pour trois outils de référence. L'influence de paramètres géométriques caractéristiques de l'outil est étudiée et présentée afin d'illustrer la capacité de ce type de modèle à fournir des critères d'optimisation pour la conception et le choix des outils de coupe.
Synthese, 2008
Accepté le 12/06/2008 Résumé Cette étude est basée sur une analyse expérimentale des performances de coupe de plaquettes de fraisage en carbure métallique ISO P35. La première série est non revêtue et l'autre revêtue avec une simple couche de (TiN). Les essais sont réalisés en fraisage à l'aide d'une fraise à surfacer de type tourteau à huit dents lors de l'usinage de l'acier ISO C18. L'objectif est le suivi, d'une part de l'évolution de l'usure en dépouille de ces plaquettes en fonction du temps, et d'autre part de la rugosité en fonction des conditions de coupe et de l'usure. Les résultats expérimentaux obtenus permettent d'établir des modèles mathématiques exprimant la relation qualitative et quantitative entre les éléments du régime de coupe et les paramètres technologiques exprimés par la durée de vie (T) et la rugosité arithmétique de la surface usinée (Ra). L'analyse des résultats a fait ressortir que les plaquettes revêtues sont de trois à quatre fois plus performantes. Ce qui permet également d'obtenir des surfaces usinées de meilleure qualité. En effet, la valeur de Ra est réduite de moitié pour les régimes à grandes vitesses de coupes et faibles avances.
Machines-outils à structure parallèle et usinage à grande vitesse
Mécanique & Industries, 2005
-Depuis la présentation publique de la première machine-outilà structure parallèleà Chicago en 1994, peu d'études ontété rendues publiques quantà leurs potentiels en usinage, de même que peu de machines réalisent actuellement des opérations d'usinage dans l'industrie. L'objectif de cetteétude est d'analyser les potentialités de ces machines en usinage, et en particulier en usinageà grande vitesse de formes complexes. Pour cela, une méthode de mesure, précédemment testée et validée sur des machines sérielles et basée sur l'exploitation des sorties des codeurs de la machine, aété utilisée. Des essais ontété réalisés sur cinq machines sérielles et quatre machines parallèles, ce qui a permis de dresser un premier bilan. A l'heure actuelle, il aété montré que les machines parallèles peuvent produire des résultats intéressants en terme de temps d'usinage et de précision, et que les paramètres CN et FAO ont une influence non négligeable sur la ((qualité)) de la pièce finale. Il devient donc impératif de développer des procédures génériques afin de tester la réelle aptitude de chaque machine. Le simulateur qui aété développé précédemment au sein de notreéquipe pour les machines sérielles est complété pour l'analyse des machinesà structure parallèle. Mots clés : Machine-outilà structure parallèle / usinageà grande vitesse / qualification de machines/ formes complexes Abstract-PKM machine and High Speed Machining. Since the first presentation of parallel kinematics machines tools (PKMs) in Chicago in 1994, very few papers have dealt with their behaviour in milling. Moreover, very few are used nowadays in industry. The objective of this study is to show the potentialities of PKMs in milling, and especially in high-speed milling of free form surfaces. In order to do so, a method of measurement-previously tested and validated on serial machines (SKMs)-that needs the encoder data of the machine, has been used. Experiments on five SKMs and four PKMs have been conducted, which allowed to make a first comparison. Though, it is important to note that the goal of this study is not to judge the PKMs but to study their potentialities in milling in order to develop their use in industry. So far, it has been shown that PKMs can provide interesting results in terms of time and precision, and that the NC and CAM parameters could have an influence, which cannot be neglected, on the final part. This is the reason why it is important to define generic procedures in order to test the real aptitude of the machines. Hence, the simulator that has been developed previously in our team is extended for PKMs.
Prédiction du comportement vibratoire du fraisage latéral de finition des pièces à parois minces
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), 2002
Le fraisage de finition des pièces minces génère des phénomènes vibratoires complexes qui rendent son utilisation difficile sans le recours à des mises au point coûteuses et délicates. Il conjugue les difficultés relatives à l'usinage des pièces déformables dont la principale est la grande variabilité du comportement en fonction de la position de la zone d'usinage sur la plaque, et les difficultés du fraisage de finition qui sont essentiellement liées à la faible valeur de l'épaisseur de coupe. La simulation numérique permet de prendre en compte tous les aspects du phénomène vibratoire et permet d'enrichir la notion de stabilité. En effet, elle renseigne sur la façon dont se fait le retour vers le cycle stable. Il est montré que l'approche analytique décrite par la majorité des auteurs n'est pas utilisable sous sa forme habituelle car certaines hypothèses ne sont pas respectées dans le cas de la finition avec engagement radial très faible. Les déplacements de la pièce influent sur les conditions d'interaction entre l'outil et la pièce, de telle sorte que les angles d'entrée et de sortie des arêtes sont modifiés. Le régime stationnaire effectif qui en résulte s'écarte du régime nominal. Un algorithme est proposé pour calculer rapidement ce régime effectif sans intégration temporelle. Il est montré l'importance capitale d'avoir une loi de coupe représentative aux faibles épaisseurs de coupe. Des tests expérimentaux valident l'approche par simulation pour la détermination de la stabilité de l'usinage d'une part, et la méthode proposée pour la détermination du régime stationnaire effectif d'autre part. Ces résultats permettent de mieux choisir un point de fonctionnement à l'intérieur du domaine de stabilité en fonction d'objectifs industriels.
L’objectif de cette étude est de développer un procédé de traitement des signaux issus de la table d’effort générés au cours d’un processus de fraisage horizontal à grande vitesse sans lubrification en vue d’élaborer un système de surveillance capable d’améliorer la performance de l’usinage. Ainsi, de nombreux essais ont été réalisés sur le centre d’usinage horizontal à grande vitesse (PCI Météor 10), à des conditions de coupe données, en utilisant une fraise sur laquelle nous avons monté une seule plaquette et mesuré son usure frontale depuis son état neuf considéré comme état de référence jusqu’à un état usé considéré comme impropre à l’utilisation. Les résultats obtenus montrent que la variance et la première harmonique suivent bien l’évolution de l’usure en dépouille et sont les indicateurs appropriés pour une détection efficace de l’usure d’outil et constitue alors les paramètres d’entrée d’une stratégie de surveillance en ligne. Abstract: The objective of this study is to deve...
International Conference on Mechanical Sciences, 2021
Le fraisage des surfaces de formes complexes consiste en l'usinage par un outil de forme spéciale qui produit après l'usinage des rugosités sur la surface usinée (crêtes) qu'il faut éliminer le plus souvent par polissage. Dans notre travail on va développer un modèle géométrique pour déterminer la hauteur de crête (H) lors d'une opération de fraisage avec une fraise de forme, pour généraliser par la suite l'étude à n'importe quelle forme de fraise. On va développer un programme de simulation numérique sous Matlab, pour déterminer la hauteur de crête (H) et voir l'influence des paramètres de coupe et des paramètres géométriques des fraises de forme sur cette hauteur de crête (H).