Contribution À L'étude De L'intégrité De Surface De L'acier Au Carbone Aisi 1060 Après Fraisage

Résumé: Dans ce travail, une étude expérimentale a été réalisée pour enquêter sur l'influence des paramètres de coupe, à savoir la vitesse de coupe (Vc), l'avance par dent (fz) et la profondeur de passe (ap), sur trois aspects de la performance d'usinage, incluant la température de coupe (Qc), la rugosité de surface (Ra) et la microdureté (H) lors du fraisage de l'acier AISI 1060. La méthodologie de surface de réponse (RSM) a été utilisée pour évaluer et prédire l'impact des paramètres de coupe considérés sur les indices caractéristiques de l'usinage sélectionnés. Les résultats ont révélé que les taux d'erreur des modèles développés par rapport aux valeurs expérimentales étaient comme suit : 3.19 % pour Qc, 5.32 % pour Ra et 1.63 % pour H. Ces taux d'erreur soulignent la robustesse et la fiabilité des modèles développés dans la prédiction précise des caractéristiques d'usinage respectives. De plus, notre étude se distingue par son approche en tirant parti des modèles RSM développés expérimentalement comme contraintes au sein du cadre d'optimisation, offrant une approche plus précise et sur mesure par rapport à celle qui repose sur des modèles empiriques généralisés couramment trouvés dans les manuels industriels. C'est pourquoi une optimisation multi-objectifs utilisant l'algorithme génétique (GA) a été effectuée pour minimiser à la fois le temps de production et le coût de production par unité en définissant le problème avec trois paramètres de coupe clés et en utilisant les modèles RSM dérivés expérimentalement comme contraintes. Par exemple, le modèle RSM basé sur Ra et H a servi de contraintes garantissant des valeurs de rugosité de surface et de microdureté inférieures à un seuil spécifié tout en satisfaisant d'autres contraintes d'usinage (durée de vie de l'outil, force de coupe, puissance de coupe). En conséquence, un ensemble de solutions optimales de combinaisons de paramètres de coupe est obtenu pour minimiser simultanément le temps de production et le coût par unité. Finalement, les capacités avancées de simulation d'ANSYS ont été utilisées pour comparer la déformation totale, la contrainte élastique équivalente et la contrainte équivalente (de von Mises) entre une pièce supposée usinée sans fissure et avec une fissure présente à sa surface. Cette analyse visait à élucider l'influence de l'intégrité de surface sur la durée de vie en fatigue des pièces usinées. Les résultats ont révélé que la présence d'une fissure affectait significativement les performances de la pièce usinée sous l’effet d’une pression appliquée.

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