Optimisation de l'intégrité des surfaces en vue de l'amélioration de la fiabilité des pièces mécaniques

Abstract

L'intégrité de surface joue un rôle important dans les performances fonctionnelles des composants mécaniques et constitue l'une des exigences les plus particulières des consommateurs pour les pièces usinées. Habituellement, la rugosité de surface est considérée comme l'un des paramètres principaux pour évaluer l'intégrité et la qualité de surface des pièces usinées et a un effet significatif sur la fiabilité du service et la durabilité des composants. Elle dépend d'un grand nombre de paramètres d'usinage, tels que la géométrie de l'outil (c'est-à-dire le rayon du bec, la géométrie de l'arête, l'angle de coupe, etc.) et les conditions de coupe (avance, vitesse de coupe, profondeur de passe). Les effets de ces paramètres n'ont cependant pas été suffisamment quantifiés. Ainsi, afin d'identifier la combinaison optimale de conditions de coupe correspondant à une meilleure rugosité, des modèles prédictifs précis de la rugosité de surface doivent, dans un premier temps, être construits. Une enquête à cet égard a été menée pour optimiser et prédire le problème d'intégrité de surface en appliquant la méthode de régression polynomiale pour une variété d'expériences et de conditions de coupe. Un coefficient de corrélation (R²) plus élevé a été obtenu dans le cas d'un modèle de régression cubique, qui avait une valeur de 0,9480 pour Ra avec une erreur quadratique moyenne RMSE= 0,4723. L'utilisation de l'optimisation de la surface de réponse et de la désirabilité composite montre que les valeurs optimales des paramètres d'entrée à adapter sont (250 m/min, 0,2116 mm/tr et 2,1364 mm) pour la vitesse de coupe, l'avance et la profondeur de coupe, respectivement. Le paramètre de rugosité de surface et la productivité optimisés sont : Ra = 1,9928 µm et Q = 84,4318 cm3/ min.tr, respectivement, pour une valeur de la désirabilité composite (D=0.9845). Les résultats obtenus montrent que les modèles développés peuvent prédire avec précision la rugosité sur la base des conditions de coupe mesurées comme paramètres d'entrée, et peuvent également être utilisés pour contrôler la rugosité de surface en faisant une comparaison entre les valeurs mesurées et estimées. De plus, les opérateurs peuvent bénéficier des modèles proposés si l'objectif est la détermination inverse des conditions de coupe correspondant au profil de rugosité demandé