Étude de l'influence du mode de lubrification sur les performances d'usinage du composite à matrices d'aluminium.

Abstract

RÉSUMÉ Les composites d’alliage d’aluminium ont des propriétés exceptionnelles, qui leur permettent d’avoir un vaste champ d’application industrielle. Le GrA-Ni 10S.4G® est un composite à matrice d’alliage d’aluminium qui contient deux particules : le SiC et le graphite revêtu par une couche de nickel. Sa transformation, en particulier par usinage, est encore problématique. Ses particules, peuvent engendrer des problèmes d’usure abrasive sur l’outil de coupe, produire des rugosités de surfaces non contrôlables, un effort de coupe supérieur. Ce mémoire est consacré au sujet de la performance d’usinage du GrA-Ni 10S.4G® sous différents environnements. Cela n’a jamais été étudié auparavant, donc nos résultats sont un nouvel ouvrage dans ce domaine. Nous avons planifié une série d’essais par une méthode statistique en nous basant sur une approche descriptive. La performance du fraisage d’une pièce en GrA-Ni 10S.4G® a été évaluée en déterminant l’influence des différents modes d’arrosage sur ses critères : la durée de vie de l’outil, l’effort de coupe et la rugosité de la surface usinée. Nos résultats pour le fraisage d’une pièce en GrA-Ni 10S.4G® ont confirmé que : - l’arrosage dans les deux modes appliqués (copieux et lubrification minimale) par rapport à l’usinage à sec augmente la durée de vie de l’outil et diminue la rugosité de la surface usinée. Dans la majorité des cas, la lubrification minimale, pour ces critères, est plus avantageuse que l’arrosage copieux; - l’amélioration de la rugosité de la surface usinée sous la lubrification minimale est suffisamment importante pour choisir ce mode d’arrosage lorsque l’état de la surface est prioritaire; - l’usinage sous arrosage (copieux et lubrification minimale) provoque une augmentation considérable de l’effort de coupe par rapport à l’usinage à sec; - l’optimisation de la performance du processus d’usinage doit être réalisée en considérant seulement deux critères indépendants : la durée de vie de l’outil et l’effort de coupe; - le critère le plus important pour diminuer le temps et le coût unitaire durant l’usinage est la durée de vie de l’outil; - la performance d’usinage est dépendante du mode d’arrosage choisi. Son augmentation, d’un point de vue temps et coût unitaire d’usinage, est remarquable sous la lubrification minimale.----------ABSTRACT The composite of aluminum alloys have exceptional properties which provide for them a wide industrial application. The GrA-Ni 10S.4G® is an aluminum matrix composite which contains two particles, SiC and graphite coated with a layer of nickel. Its production in particularly by machining is still problematic. The particles can raise problems of abrasive wear on the cutting tool, surface roughness, high cutting force, and subsurface damage. This research is concerned to elucidate the performance of machining of GrA-Ni 10S.4G® in different environments. We have planned a series of tests by a statistical method based on a descriptive approach. The milling performance of a piece of GrA-Ni 10S.4G® was evaluated by determining the influence of different type of lubrication on performance criteria: tool life, cutting force and surface roughness. Our results for the milling of a piece of GrA-Ni 10S.4G® have been confirmed: -The Wet and MQL machining compare to the dry machining increases the tool life and improves the surface roughness. In most cases, the MQL during machining can improve tool life and surface roughness more than the wet machining. -Improving the surface roughness under MQL is enough significant to be chosen in the cases where surface roughness has an important role. -Wet and MQL machining compare to the dry machining greatly increases the cutting force. -Optimizing the performance of the machining process is achieved by considering only two criteria: tool life and cutting force. -The most important criterion in the sense of reduced time and the cost of production during machining is tool life. -Performance of machining in sense of time and cost of production is dependent on the lubrication mode and will be increased significantly with the MQL machining.