Supporting Production from a Single Surface Roughness Profile

En production, le contrôle et la mise au point de coupes précises dépend fortement d'une approche essai et erreur et de l'expertise des spécialistes d'usinage. La manipulation des nombreuses variables du procédé en vue d'élaborer des conditions acceptables exige la fabrication de pièces d'essai. Lorsque le coût unitaire dépasse les dizaines de milliers de CAD, il est digne d'intérêt de diminuer le nombre de pièces d'essai même d'un seul exemplaire. Le contrôle du procédé est également important afin d'empêcher les pièces rebutées. Cette thèse décrit le développement de la capacité d'acquérir un unique profil linéaire de rugosité d'une pièce soumise au tournage dur de finition, de remettre ce profil à une analyse automatisée et obtenir les contributions proportionnelles de certains mécanismes envers des paramètres arbitraires d'amplitude de rugosité. L'évaluation en tant que contribution à n'importe paramètre facilite l'utilisation en fabrication, vu qu'en production il est normalement d'importance capitale de satisfaire aux critères spécifiques du dessin tel la rugosité moyenne Ra, plutôt qu'à des paramètres exotiques. L'analyse automatisée est importante afin d'éviter d'exiger une expertise spéciale pour appliquer les techniques chez le manufacturier. Les profils de rugosité linéaires sont attrayants pour leurs qualités d'être rapide, peu chers, non destructif, et dépendants uniquement d'équipements communs en atelier d'usinage. Les défis relevés comptent la tâche non triviale d'automatiser l'identification des traces d'outils dans les profils linéaires de rugosité, en absence de connaissance a priori de la morphologie des traces d'outils à cause de la déformation plastique importante lors du tournage dur de finition. La méthode créée est nommée « identification par domaine corrélé » (CDI) et exploite la variabilité aléatoire du procédé sans effectuer de régression. Des signatures de mécanismes actifs lors de la finition dure ont été identifiés en tant que modes de variabilité de la coupe, sans devoir prescrire par régression les déformations attendues. Les modes correspondent à la vibration radiale et axiale et à des réponses plastiques du matériau. Les modes ont été idéalisés mathématiquement. De plus, il a été vérifié expérimentalement que les vibrations radiales expliquent la signature de son mode associé dans sa totalité. L'étude culmine avec une implémentation sous forme de logiciel graphique destiné à l'utilisation en production. L'analyse est conçue pour la facilité de l'utilisation et se trouve presque entièrement automatisée. Le logiciel compte aussi parmi ses fonctionnalités l'estimation par éléments finis de la concentration de contrainte microgéométrique et la génération d'hypersurfaces de réponse pour plans expérimentaux. Les codes sont structurés et documentés afin de faciliter une continuation suivant le départ de l'auteur du programme doctoral.