Étude de l'usinabilité par fraisage d'un nouvel alliage d'aluminium MS43 à très haut pourcentage de silicium

Résumé

Pour satisfaire les besoins et les performances des produits, l’industrie aérospatiale a de plus en plus besoin de comprendre le comportement des matériaux et leurs procédés de fabrication, pour assurer une bonne usinabilité ainsi qu’une haute performance de produits et de durée de vie en service plus longue. Dans ce sens, notre étude a pour objectif d’investiguer les interactions outil/matière et leurs effets sur l’intégrité de surface lors du fraisage des alliages d’aluminium à haut pourcentage de silicium ainsi que l’usinabilité de ce dernier. Le but alors est d’optimiser les paramètres de coupes afin d’avoir une meilleure intégrité de surface et assurer la fonctionnalité du produit. Pour ce fait, des éprouvettes ont été fraisées sous différentes conditions de coupe (vitesse de coupe et avance par dent) et pour de différents diamètres d’outils dans le but de développer une approche globale pour prédire la rugosité de surface. Suite à une analyse, les résultats ont montré que la rugosité de surface augmente avec l’augmentation de la vitesse d’avance et la vitesse de coupe, qui sont les paramètres les plus significatifs sur la rugosité. Cependant, l’augmentation de l’avance par dent a intensifié la rugosité, mais d’une contribution moins faible que la vitesse de coupe. D’autre part, des contraintes à tendances compressives dans le sens de déplacement de l’outil et des contraintes de traction perpendiculairement au sens de déplacement de l’outil, ont été perçues en surface, en augmentant la vitesse de coupe il y a un point des paramètres de coupe au-delà de laquelle, les efforts de coupe augmentent énormément. On a constaté aussi que la vitesse de coupe influe considérablement la vibration c.-à-d. l’augmentation de la vitesse de coupe provoque la vibration de l’outil et donc une diminution de la qualité de surface. Un choix judicieux de la vitesse de coupe et l’avance par dent permet un état de fonctionnement de l’outil favorable avec des efforts de coupe stables et modérés et moins de vibration. Des corrélations ont été établies entre l’état de surface, les efforts de coupe, la vibration et les paramètres empiriques de coupe. En se basant sur une analyse statistique qui prend en compte les efforts de coupes, la vibration de la pièce et les défauts de la microstructure, une recommandation des paramètres de coupe optimaux qui favorise l’usinabilité de l’alliage MS43 pour différents diamètres d’outil a été proposée. Après des tests de validations, un bon accord a été observé entre les valeurs prédites et mesurées avec une erreur maximale de l’ordre de 14,25 %.

Date	4 juin 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Victor Songmene (Directeur(-trice)) & Mohammad Jahazi (Codirecteur(-trice))